Brevet FR3041629A1 (20170331)
REVENDICATIONS1. Dispositif notamment de production d'hydrogène à partir d'un effluent liquide de fermentation de substrat, ledit dispositif comprenant un réacteur membranaire (2), le réacteur membranaire étant connecté directement ou indirectement à un moyen d'extraction d'hydrogène (4 ; 104), ledit réacteur membranaire comprenant : une enveloppe (20) définissant un volume intérieur, ledit volume intérieur comprenant deux compartiments étanches entre eux, à savoir un collecteur de sortie de gaz (26 bis) et un compartiment à effluent (24) destiné à être rempli par l'effluent liquide de fermentation de substrat, des fibres creuses (28) formées chacune par une paroi tubulaire entourant un jour de fibre, ladite paroi tubulaire étant étanche aux liquides et perméable aux gaz, les fibres creuses étant logées dans ledit compartiment à effluent et agencées de manière à ce que leur jour de fibre communique avec ledit collecteur de sortie de gaz de manière étanche par rapport à l'effluent liquide lorsqu'il est présent dans le compartiment à effluent, et une sortie de gaz (30) communiquant entre ledit collecteur de sortie de gaz et ledit moyen d'extraction d'hydrogène, ledit compartiment à effluent, lesdites fibres creuses, ledit collecteur de sortie de gaz, ladite sortie de gaz et ledit moyen d'extraction d'hydrogène étant agencés de manière à ce que le passage d'un gaz ou d'un mélange de gaz provenant de l'effluent liquide lorsqu'il se trouve dans le compartiment à effluent via le jour de fibre des fibres creuses jusque dans ledit moyen d'extraction d'hydrogène se fasse librement ou au moyen d'un gaz de balayage.\n<CLM>\1\tDispositif selon la revendication 1, ledit réacteur membranaire (2) comprenant : 304 162 9 95 - une entrée d'effluent (34) de fermentation de substrat communiquant entre l'extérieur de ladite enveloppe (20) et ledit compartiment à effluent (24), - une sortie d'effluent (38) de fermentation de substrat communiquant 5 entre ledit compartiment à effluent (24) et l'extérieur de ladite enveloppe, ledit dispositif comprenant une boucle de recirculation hydraulique (6 ;\n<CLM>\1\tde l'effluent connectée d'un côté à la sortie d'effluent (38) et de l'autre à l'entrée d'effluent (34). 10\n<CLM>\1\tDispositif de production selon la revendication 2, dans lequel la boucle de recirculation (6 ;\n<CLM>\1\test agencée de manière à permettre une recirculation directe ou indirecte du liquide de fermentation de substrat entre ladite sortie d'effluent (38) et ladite entrée d'effluent (34). 15\n<CLM>\1\tDispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ledit volume intérieur comprend un collecteur d'entrée (22 bis), le compartiment à effluent (24) étant logé entre ledit collecteur d'entrée (22 bis) et ledit collecteur de sortie (26 bis), ledit 20 collecteur d'entrée étant séparé de manière étanche dudit compartiment à effluent, chaque fibre creuse (28) étant agencée de manière à traverser ledit compartiment à effluent et de manière à ce que lesdits collecteurs (22 bis ; 26 bis) communiquent entre eux via ledit jour de fibre. 25\n<CLM>\1\tDispositif selon la revendication 4, dans lequel les compartiments sont agencés successivement de bas en haut selon l'ordre suivant : le collecteur d'entrée (22 bis), le compartiment à effluent (24), puis le collecteur de sortie (26 bis). 3041629 96\n<CLM>\1\tDispositif selon la revendication 4 ou 5, comprenant des moyens d'injection (8) d'un gaz de balayage à l'intérieur des fibres creuses via ledit collecteur d'entrée (22 bis). 5\n<CLM>\1\tDispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre un réservoir (10) destiné à accueillir ledit effluent de fermentation de substrat et agencé en communication hydraulique avec ledit compartiment à effluent (24). 10\n<CLM>\1\tDispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le moyen d'extraction d'hydrogène (4 ;\n<CLM>\1\tcomprend un moyen de séparation de l'hydrogène du gaz provenant du réacteur membranaire via les fibres creuses, et un moyen d'évacuation de l'hydrogène séparé (12 ; 112), ce moyen d'évacuation étant apte à être 15 branché à un dispositif de stockage de gaz.\n<CLM>\1\tDispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les fibres creuses (28) sont des microfibres. 20\n<CLM>\1\tDispositif de production selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les fibres creuses (28) sont en matériau polymère ayant une perméabilité non sélective aux gaz.\n<CLM>\1\tUtilisation d'un dispositif selon l'une quelconque des 25 revendications précédentes pour la production d'acides organiques et/ou d'alcools.\n<CLM>\1\tUtilisation d'un dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes pour la production d'hydrogène. 30\n<CLM>\1\tUtilisation selon la revendication 12, comprenant : 3041629 97 une étape de remplissage du compartiment à effluent (24) par un effluent liquide de fermentation de substrat, de manière à ce que les fibres creuses (28) logées à l'intérieur du compartiment à effluent soient immergées dans ledit effluent, 5 une étape de fermentation du substrat à l'intérieur du réacteur membranaire (2), une étape de collecte des gaz produits lors de l'étape de fermentation. 10\n<CLM>\1\tUtilisation selon la revendication 12 ou 13, dans laquelle ladite étape de fermentation et ladite étape de collecte sont poursuivies en laissant s'accumuler des dépôts de particules et/ou de microorganismes à la surface extérieure des fibres (28) et entre celles-ci. 15\n<CLM>\1\tUtilisation selon l'une quelconque des revendications 12 à 14, dans laquelle le dispositif comprend un réservoir (10) en communication hydraulique avec ledit compartiment à effluent (24), ladite utilisation comprenant : une étape de remplissage du réservoir (10) avec ledit effluent liquide 20 de fermentation de substrat, une étape de mise en communication du réservoir (10) avec le compartiment à effluent (24), suivie de ladite étape de remplissage du compartiment à effluent avec l'effluent liquide de fermentation de substrat, 25 une étape d'alimentation en continu du compartiment à effluent (24) en effluent liquide de fermentation de substrat depuis ledit réservoir (10).\n<CLM>\1\tUtilisation selon l'une quelconque des revendications 12 à 30 15, dans laquelle la température interne dudit réservoir (10) est contrôlée de manière à être inférieure à 10°C, de préférence inférieure à 5°C. 3041629 98\n<CLM>\1\tUtilisation selon l'une quelconque des revendications 12 à 16, dans laquelle l'effluent présent dans le compartiment à effluent (24) lors de l'étape de fermentation est maintenu à un pH compris entre 5 et\n<CLM>\1\t5\n<CLM>\1\tUtilisation selon l'une quelconque des revendications 12 à 17, comprenant : une étape d'arrêt de production, puis une étape dans laquelle le réacteur membranaire (2) est purgé de 10 l'effluent liquide de fermentation de substrat, puis une étape de nettoyage du compartiment à effluent (24) et des fibres creuses (28), réalisées de manière à conserver un film microbien vivant sur la surface externe de ces fibres creuses, puis une nouvelle étape de remplissage du compartiment à effluent (24) 15 par l'effluent liquide de fermentation de substrat avec les mêmes fibres creuses (28) et ledit film microbien conservé.\n<CLM>\1\tUtilisation selon l'une quelconque des revendications 12 à 18, comprenant en outre une étape de dégazage de l'effluent liquide de 20 fermentation de substrat avant son introduction dans le compartiment à effluent (24).