INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Un autre exemple comparatif des performances d’usage d’un revêtement de sol de référence avec une sous-couche obtenu par calandrage de formule A, sont comparées avec celles de revêtements de sol selon l’invention dans lesquels la sous-couche comprend une charge minérale biosourcée non fossile issue de coquille d’huîtres de formule B1, et une charge minérale biosourcée non fossile issue de coquille d’œufs de formule B2. Les formules A, B1 et B2 des sous-couches sont résumées dans le tableau 3.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, l’unité réactionnelle de RWGS 7 comprend au moins un réacteur utilisé dans au moins une des conditions opératoires suivantes : - température comprise entre 700°C et 1200°C, préférentiellement comprise entre 800°C et 1100°C, et plus préférentiellement encore comprise entre 850°C et 1050°C ; - pression comprise entre 0,1 MPa et 10 MPa, préférentiellement comprise entre 0,1 MPa et 5 MPa, et plus préférentiellement comprise entre 0,1 MPa et 3,5 MPa ; - vitesse spatiale du gaz à l'entrée du réacteur comprise entre 2000 NL/kg cata /h et 40000 NL/kg cata /h ; - catalyseur à base des éléments Ni, Cu, Fe, Co ou de métaux précieux tels que Pt, Pd, Ru, Ag et Au. Selon un ou plusieurs modes de réalisation, le catalyseur pour la réaction de RWGS comprend un support, par exemple à base d’alumine, de silice, de silice-alumine, d’alumine-silicée. Selon un ou plusieurs modes de réalisation, le catalyseur présente une forme d’anneau ou de cylindre. Avantageusement, l’unité réactionnelle de RWGS 7 comporte un lit catalytique permettant une conversion du dioxyde de carbone d’au moins 60%, de préférence au moins 65%, de préférence au moins 67%.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, l’au moins un réacteur de l’unité réactionnelle de RWGS 7 est un réacteur adiabatique. Avantageusement, la faible perte thermique voire l’absence de perte thermique dans le réacteur adiabatique est assurée par tout moyen d’isolation thermique connu de l’homme du métier. Par exemple, l’isolation du réacteur adiabatique peut être effectuée par l’extérieur de la paroi métallique du réacteur adiabatique, et dans ce cas, la paroi métallique est dans une métallurgie résistante à la température et aux gaz contenant du CO, de l’hydrogène et de l’eau, éventuellement recouverte d'un revêtement (e.g. couche < 1 mm) contre le cokage et le poussiérage métallique (e.g. revêtement à base de Al, Cr ou Si qui est ensuite oxydés in-situ pour former une couche d'oxyde d’Al2O3. Par exemple, l’isolation du réacteur adiabatique peut être effectuée par l’intérieur de la paroi métallique du réacteur adiabatique, avec une ou plusieurs couches de matériaux isolants.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, la quantité d’hydrogène à l’entrée de l’unité réactionnelle de RWGS 7 est ajustée de façon à ce que le rapport molaire H 2 /CO en sortie de l’unité réactionnelle de RWGS 7 soit compatible avec le besoin d’une unité FT aval (non décrite) ou d’une unité ou de synthèse d’alcools (non décrite). Selon un ou plusieurs modes de réalisation, la quantité d’hydrogène à l’entrée de l’unité réactionnelle de RWGS 7 est contrôlée de façon à ce que le rapport molaire H 2 /CO en sortie de l’unité réactionnelle de RWGS 7 soit compris entre 0,5 et 4, de préférence entre 1 et 3, de manière plus préférée entre 1,5 et 2,5. Selon un ou plusieurs modes de réalisation, une partie de l’hydrogène nécessaire à la synthèse FT ou la synthèse d’alcools peut être apportée en aval de l’unité réactionnelle de RWGS 7, en mélangeant par exemple une source d’hydrogène d’appoint avec l’effluent de RWGS (8, 10 ou 14), avant ou après échange thermique avec les flux de charges de l’unité réactionnelle de RWGS 7. L’ajout d’hydrogène peut se faire par exemple an aval d’une unité de séparation de l’eau (définie ci-après) adaptée pour séparer de l’eau contenue dans l’effluent de RWGS. Avantageusement, l’ajout d’hydrogène est effectué en amont de l’une unité FT ou de l’unité de synthèse d’alcools.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, on envoie le gaz de RWGS (8, 10 ou 14), et préférablement le gaz de RWGS refroidi 10, dans l’unité de séparation de l’eau (non décrite), pour séparer au moins en partie ou totalement l’eau présente dans le gaz de RWGS et produire un gaz de RWGS appauvri en eau. Avantageusement, le gaz de RWGS appauvri en eau comprend essentiellement de monoxyde de carbone, optionnellement du dioxyde de carbone (résiduel) et optionnellement de l’hydrogène (lorsque l’hydrogène est en excès). Par exemple, le gaz de RWGS peut être refroidi jusqu’à une température de condensation permettant la condensation et l’eau présente dans le gaz de RWGS.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, l’unité d’électrolyse de l’eau traite au moins en partie l’eau séparée du gaz de RWGS appauvri en eau et/ou séparée d’un effluent d’une unité aval (e.g. pour la production d’hydrocarbures paraffiniques ou d’alcools) pour produire au moins en partie le flux d’hydrogène 2. L’unité d’électrolyse de l’eau peut éventuellement traiter en partie ou totalement de l’eau provenant d’une ligne d’appoint.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, l’unité d’électrolyse de l’eau comprend au moins un électrolyseur de type alcalin. D’autres technologies d’électrolyseur peuvent être utilisées pour l’unité d’électrolyse de l’eau, telles que l’électrolyse à membrane échangeuse de proton (PEM pour « Proton Exchange Membrane » selon la terminologie anglo-saxonne), l’électrolyse à oxyde solide (SOE pour « Solid Oxide Electrolysis » selon la terminologie anglo-saxonne), ou l’électrolyse à membrane échangeuse d’anions (AEM pour « Anion Exchange Membrane » selon la terminologie anglo-saxonne). Les conditions opératoires (température, pression, nature de l’électrolyte, des électrodes et du diaphragme/membrane) sont alors propres à chaque technologie.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, l’unité d’électrolyse de l’eau comprend au moins un réacteur utilisé dans au moins une des conditions opératoires suivantes : Electrolyseur de type alcalin : - température comprise entre 60°C et 90°C, - pression comprise entre 0,1 MPa et 20 MPa, de préférence entre 0,1 MPa et 4 MPa, - électrolyte comprenant du KOH, - électrodes comprenant un alliage métallique, - diaphragme comprenant de l’amiante du polytétrafluoroéthylène et/ou de l’oxyde de nickel ; Electrolyseur de type membrane échangeuse de proton (PEM) : - température comprise entre 50°C et 80°C, - pression comprise entre 0,1 MPa et 20 MPa, de préférence entre 1,8 MPa et 5,5 MPa, - électrolyte comprenant une membrane polymère, - électrodes comprenant un alliage métallique ; Electrolyseur à oxyde solide (SOE) : - température comprise entre 800°C et 900°C, - pression comprise entre 0,1 MPa et 2 MPa, de préférence entre 0,1 MPa et 0,5 MPa, - électrolyte comprenant une membrane céramique (e.g. type pérovskite), - électrodes comprenant un alliage métallique ; Electrolyseur de type membrane échangeuse d’anions (AEM) : - température comprise entre 50°C et 70°C, - pression comprise entre 0,1 MPa et 20 MPa, de préférence entre 0,1 MPa et 3,5 MPa, - électrolyte comprenant une membrane polymère, - électrodes comprenant un alliage métallique.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, le flux d’hydrogène 2 produit par l’unité d’électrolyse de l’eau comprend entre 99,5% poids et 99,999% poids d’hydrogène (après séchage).
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, l’effluent riche en dioxyde de carbone 1 est purifié avant d’être introduit dans l’unité réactionnelle de RWGS 7. Selon un ou plusieurs modes de réalisation, l’effluent riche en dioxyde de carbone 1 est purifié dans la section de chauffe 3. Par exemple, l’effluent riche en dioxyde de carbone 1 peut être purifié avant ou après être introduit dans le premier échangeur de chaleur 9. Il est préférable que l’effluent riche en dioxyde de carbone 1 soit purifié avant d’être introduit dans le premier four 17 ou le deuxième four 5. Selon un ou plusieurs modes de réalisation, l’effluent riche en dioxyde de carbone 1 est purifié avant d’être introduit dans la section de chauffe 3.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, le gaz de RWGS 8 est purifié avant d'être introduit dans l’unité réactionnelle de synthèse d’hydrocarbures paraffiniques ou d’alcools, par exemple en amont ou en aval d’une unité de séparation d’eau disposée entre l’unité réactionnelle de RWGS 7 et ladite unité réactionnelle de synthèse d’hydrocarbures paraffiniques ou d’alcools. Selon un ou plusieurs modes de réalisation, l’effluent d’eau récupéré par séparation sur le gaz de RWGS 8 est purifié avant d'être introduit dans l’unité d’électrolyse de l’eau.
Les étapes de purification des effluents visent à éliminer au moins partiellement les composés soufrés, azotés, des halogènes, métaux lourds et métaux de transition. Les principales technologies de purification des gaz sont : adsorption, absorption, réactions catalytiques.
Exemples Exemple 1 non conforme à l’invention – chauffe commune
Dans l’exemple 1, non conforme à l’invention, 1000 kg/h de dioxyde de carbone et 88,6 kg/h d’hydrogène sont mélangés à basse température (15°C) afin de produire un gaz de RWGS présentant un ratio H 2 /CO de 2,1. Le mélange est ensuite chauffé pour atteindre une température de mélange de 1000°C. Le mélange ainsi chauffé est envoyé dans un réacteur d’unité réactionnelle de RWGS.
Tel que représenté sur la Table 1, 350,2 kg/h de monoxyde de carbone, 271,6 kg/h d’eau et 20,6 kg/h de méthane sont produits en sortie de réacteur. Le gaz de RWGS comprend également 393,2 kg/h de dioxyde de carbone et 53,0 kg/h d’hydrogène non convertis.
Flux 1 2 8 CO 2 (kg/h) 1000 - 393,2 H 2 (kg/h) - 88,6 53,0 CO (kg/h) - - 350,2 H 2 O (kg/h) - - 271,6 CH 4 (kg/h) - - 20,6
La production d’une mole de méthane consomme entre 3 moles et 4 moles d’hydrogène. Soit pour produire 20,6 kg/h de méthane entre 7,7 kg/h et 10,3 kg/h d’hydrogène sont consommées, ce qui correspond à une consommation électrique supplémentaire (par rapport à un cas sans production de méthane) de plus de 0,5 MW pour un électrolyseur classique, par exemple de type PEM, pour une consommation totale de 5MW pour produire 88,6 kg/h d’hydrogène, soit 10 % de la consommation électrique.
Selon un autre mode de réalisation, le procédé selon l’invention peut comprendre la succession d’au moins les étapes suivantes : a) basification de l’urine (préférentiellement d’une urine fraiche), préférentiellement de façon à ce que l’urine présente un pH supérieur à 9, préférentiellement supérieur à 10, ou acidification de l’urine, préférentiellement de façon à ce que l’urine présente un pH inférieur ou égal à 6, - éventuellement stockage de l’urine basifiée ou acidifiée, - éventuellement ajustement du pH de l’urine au pH désiré par ajout d’une base ou d’un acide, b) filtration de l’urine, - éventuellement stockage, préférentiellement à une température inférieure à 10°C, notamment entre 0 et 5°C, et préférentiellement pendant moins de 7 jours, x) dilution de l’urine dans l’eau, c) mélange de l’urine diluée obtenue à l’étape x) et d’une biomasse solide, et d) fermentation du mélange obtenu à l’étape c), comprenant éventuellement : *une étape de stabilisation du pH, par ajout d’au moins une base ou d’un acide ; et/ou *une étape de stabilisation de la température.
L’ordre des étapes de dilution, ajustement du pH et filtration peut être interverti (ajustement du pH, dilution, filtration ; ajustement du pH, filtration, dilution ; filtration, dilution, ajustement du pH ; filtration, ajustement du pH, dilution ; dilution, filtration, ajustement du pH ; dilution ajustement du pH, filtration).
Enfin, le procédé selon l’invention, quel que soit le mode de réalisation, peut éventuellement comprendre une ou plusieurs étapes supplémentaires avant l’étape de basification ou acidification, entre la basification ou acidification et la fermentation ou après fermentation, notamment la récupération de co-produits tels que de la struvite et des biofilms bactériens.
Le produit à base d’urine transformée obtenu à l’issue de l’étape de fermentation se présente sous forme solide.
Le procédé selon l’invention peut également comprendre une étape supplémentaire de conditionnement du produit solide après l’étape d) de fermentation.
Selon un mode de réalisation préféré, l’étape de conditionnement du produit solide à base d’urine issu de l’étape d) de fermentation comprend au moins une étape choisie parmi : - un broyage - une dessication - une extraction de microorganismes, notamment par extraction huileuse - une extraction de molécules d’intérêt, notamment par extraction chimique via des solvants tel que l’éthanol, l’acétone et l’éther.
Préférentiellement, le procédé selon l’invention comprend après l’étape d) de fermentation une étape d’extraction des microorganismes.
Avantageusement, le procédé selon l’invention peut être mis en œuvre à l’échelle industrielle, et permet d’obtenir un produit solide à base d’urine en quelques jours. Le procédé selon l’invention permet de façon avantageuse, de valoriser : - l’urine qui est une matière première naturelle considérée actuellement comme un déchet, qui nécessite aujourd’hui des traitements importants, coûteux et non satisfaisants ; et - une biomasse solide qui est considérée comme un déchet lignocellulosiques issu de nombreuses industrie, notamment l’industrie agroalimentaire.
Le procédé selon l’invention est particulièrement utile dans le contexte de l’invention car il permet de produire un produit solide à base d’urine transformée polyvalent et utilisable dans de nombreuses utilisations à moindre cout.
En plus d’être un procédé peu énergivore et utilisant des matériaux biosourcés, le procédé selon l’invention peut produire une quantité de produit fini jusqu’à environ 3 fois la quantité d’urine utilisée au départ. En d’autres termes, avec 30g d’urine, il est possible de produire 100g de produit solide à base d’urine transformée.
Avantageusement, le procédé selon l’invention permet également d’enrichir la biomasse solide en protéines totales et digestibles et/ou produire des métabolites d’intérêts, notamment d’intérêt pharmaceutique.
Ainsi, le procédé selon l’invention permet d’obtenir un produit solide facile à transporter avec peu de contrainte (mécanique, poids) et un rendement important.
Produit solide à base d’urine transformée selon l’invention
L’invention a également pour objet un produit solide à base d’urine transformée comprenant : - au moins un biomarqueur de l’urine choisi parmi l’acide urique, l’acide hippurique et leur combinaison; - une concentration en microorganismes d’au moins 10 6 UFC ou spores/g de produit solide ; et - au moins une caractéristique choisie parmi : *un taux de protéines totales compris entre 1 et 65% *une concentration en protéines digestibles comprise entre 50 et 400g/kg de matière sèche de produit solide ; *un taux de matière sèche compris entre 5 et 50% ; *un ratio NH4/N-total inférieur ou égal à 30% ; *un ratio C/N supérieur ou égal à 10 ; *leurs combinaisons.
Avantageusement, le produit solide à base d’urine transformée permet d’avoir différentes sources d’azote minérales et organiques utilisables par les différents microorganismes ainsi que par les plantes lors de l’utilisation sur les végétaux.
De façon préférée, le produit solide à base d’urine transformée selon l’invention comprend entre 0,01% et 0,05% d’acide urique et/ou entre 0,05 et 0,08% d’acide hippurique.
La chambre 1 est associée à un système de pompage 6 qui permet de placer l’intérieur de la chambre 1 sous vide. La valeur du niveau de pression dans la chambre 1 est fonction du niveau de performance recherché. Il est avantageux que la chambre 1 soit la plus étanche possible de manière à limiter l’utilisation du système de pompage 6 pour atteindre et maintenir la valeur de pression recherchée dans la chambre 1. La pression dans la chambre est préférentiellement inférieure à 10000Pa, plus préférentiellement inférieure à 1000Pa et encore plus pus préférentiellement inférieure à 100Pa.
La chambre 1 possède préférentiellement une plateforme montée mobile par rapport à un support. Le support est fixé au sol et la plateforme s’incline par rapport au support de manière à définir un angle θ_0 précis qui va imposer l’angle d’éjection du projectile par rapport au sol. L’angle θ_0 est choisi afin de définir au moins en partie la trajectoire du projectile 5.
La chambre 1 possède une paroi latérale 7 qui est sensiblement de forme circulaire à l’exception de la fenêtre d’éjection 4. Lors de son déplacement circulaire à l’intérieur de la chambre 1, le projectile 5 se déplace face à la paroi latérale 7. Le vis-à-vis est observé selon une direction radiale YY défini par l’axe longitudinal du bras de rotation 2. La direction radiale YY est la direction relative au déplacement en rotation du bras de rotation 2 supportant le projectile 5.
Plus particulièrement, le dispositif de lancement possède un patin 8 fixé à la première extrémité du bras de rotation 2. Le patin 8 est destiné à l’installation du projectile 5. Le patin 8 se déplace circulairement dans la chambre 1 face à la paroi latérale 7 et le projectile 5 est installé dans le patin 8. Le patin 8 définit un berceau 9 destiné à recevoir le projectile 5. Le berceau 9 possède une longueur selon une première direction XX perpendiculaire à la direction radiale YY et dirigée dans le sens d’avancée du patin 8, une largeur selon une deuxième direction YY perpendiculaire à la première direction et parallèle à l’axe de rotation défini par l’arbre de rotation et une hauteur selon une troisième direction ZZ perpendiculaire aux deux précédentes directions, c’est-à-dire selon la direction radiale. La deuxième direction YY est parallèle à l’axe de rotation défini par l’arbre de rotation 2. Le berceau 9 possède un moyen d’accouplement et de désaccouplement configuré pour accoupler le projectile 5 avec le berceau 9 lorsque la vitesse est inférieure à une vitesse cible et pour autoriser un désaccouplement du projectile 5 lorsque la vitesse du projectile atteint la vitesse cible également appelée vitesse d’éjection.
Dans un mode de réalisation, le patin 8 est monté fixement au bras de rotation 2. Dans un autre mode de réalisation, le patin 8 est monté mobile par rapport au bras de rotation 2 selon la direction ZZ. Il est avantageux que le patin 8 et le bras de rotation 2 définissent une liaison glissière A selon la direction ZZ. Lorsque la vitesse de rotation du bras 2 est inférieure à une première vitesse seuil, le patin n’est pas en contact de la paroi latérale 7. Lorsque la vitesse de rotation du bras 2 atteint et dépasse la première vitesse seuil, la connexion mécanique entre le patin 8 et le bras 2 change, le patin 8 vient en appui contre la paroi latérale ce qui réduit les efforts centrifuges induits par le patin 8. Le désaccouplement partiel entre le bras 2 et le patin 8 permet de limiter les efforts inertiels appliqués sur le bras 2. De manière préférentielle, le patin 8 est relié au bras de rotation au moyen d’un ressort. Au fur et à mesure que la vitesse augmente, l’effort appliqué par la rotation du patin 8 sur le ressort tend le ressort et le patin 8 se déplace jusqu’à venir au contact de la paroi latérale. Une fois la vitesse seuil atteinte, la force appliquée par le patin sur le ressort devient constante ou sensiblement constante. Préférentiellement, la connexion mécanique entre le patin 8 et le bras de rotation 2 au moyen du ressort est ensuite éliminée en déconnectant le ressort de l’un du bras de rotation 2 et du patin 8. Un exemple de réalisation est illustré à la .
Afin de déplacer le patin 8 à l’intérieur de la chambre 1, le patin 8 est muni d’une tuyère 10 qui est reliée à une source de premier gaz 11. La source de premier gaz 11 fournit du premier gaz jusqu’à la tuyère 9. Le premier gaz qui s’éjecte de la tuyère 10 pousse le patin 8 qui tourne autour de l’arbre de rotation 3. Préférentiellement, la tuyère est une tuyère de laval ce qui facilite la détente du gaz pour avoir une pression de détente finale faible.
Ce mode de réalisation est particulièrement avantageux car l’effort destiné à déplacer le patin 8 est directement appliqué sur le patin 8 ce qui permet d’avoir un meilleur rendement que la rotation au moyen d’un moteur fixé à l’arbre de rotation 3. La tuyère 10 génère une force de poussée qui s’applique directement sur le patin 8 ce qui permet d’avoir un dispositif de lancement qui supporte une force de friction appliquée sur le bras de rotation 2 qui est plus importante que les configurations de l’art antérieur et notamment vis-à-vis du document US10202210.
En plus de la tuyère 10 associée à la source de premier gaz 11, il est possible d’utiliser un moteur électrique pour réaliser les premiers tours du patin 8. Une fois une première vitesse minimale atteinte, le moteur électrique est éteint et le patin 8 est uniquement déplacé au moyen du premier gaz qui s’échappe de la tuyère 10. Le moteur électrique qui est utilisé est moins puissant et moins lourd que les configurations de l’art antérieur et notamment du document US10202210. La tuyère 10 permet l’accélération du patin 8 et donc du projectile 5 jusqu’à la vitesse recherchée. La tuyère 10 permet de développer une puissance bien plus importante que le moteur électrique central utilisé dans les configurations de l’art antérieur et notamment dans le document US10202210, ce qui permet de considérablement diminuer la durée totale du cycle d’accélération du projectile 5. Ceci représente un réel avantage commercial, car les fréquences de lancement peuvent être augmentées.
La tuyère 10 est disposée de sorte que le premier gaz frappe la paroi latérale 7 pour que le jet issu de la tuyère 10 pousse le patin 8. Le premier gaz peut être un gaz neutre, un gaz inerte. Il peut également s’agir d’air, par exemple de l’air issu d’une entrée disposée à proximité de la chambre 3. La source de premier gaz 11 comporte avantageusement un compresseur qui envoie le premier gaz dans la tuyère 10 pour déplacer le patin 8. Le compresseur fournit le premier gaz avec un débit et une pression qui permettent par exemple d’avoir une vitesse en sortie de tuyère supérieure à 600m/s, de préférence supérieure à 900m/s. Le compresseur peut être configuré pour fournir une pression supérieure à 100 bars. De manière préférentielle, la source de premier gaz 11 possède un déshumidificateur qui réduit ou élimine l’eau du premier gaz.
Le patin 8 se déplace face à la paroi latérale 7 le long d’une piste 12. Dans son déplacement en rotation, le patin 8 prend appui sur la paroi latérale 7 de manière à réduire les efforts appliqués sur le bras de rotation 2 selon la direction radiale ZZ. Lors de la rotation du patin 8, une partie des efforts appliqués sur bras de rotation 2 est reprise par la paroi latérale ce qui permet d’utiliser un projectile plus lourd et/ou une vitesse de rotation plus élevée. Le patin 8 circule le long d’une piste 12 pour réaliser la reprise d’effort. La piste 12 se présente préférentiellement sous la forme d’un cercle dans une observation selon l’axe de rotation YY du bras de rotation 2. Lorsque la connexion entre le bras 2 et le patin 8 autorise un déplacement selon la direction radiale ZZ, une légère mobilité entre le bras 2 et le patin 8 selon la direction radiale ZZ permet de limiter les efforts appliqués sur le bras 2 selon la direction ZZ lorsque la distance entre le patin et la paroi latérale évolue à cause de la force centrifuge. Cette configuration peut être en mesure de reprendre tous les efforts selon la direction ZZ.
L’utilisation d’une tuyère directement présente sur le patin pour éjecter le premier gaz permet de surmonter les forces de frottement entre la piste 12 et la patin 8 ce qui permet d’avoir une accélération du patin 8 jusqu’à la vitesse cible ou vitesse d’éjection compatible avec l’éjection du projectile 5. Un tel contact est interdit à la configuration selon le document US10202210 car les forces de frottement surpassent la capacité de tout moteur électrique disponible commercialement.
Afin de très fortement réduire les efforts centrifuges appliqués sur le bras de rotation 2 et réduire les forces de frottement, le patin 8 et la piste 12 définissent un palier aérodynamique.