1. Choix de la Biomasse

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Laboratoire d’énergétique industrielle
Analysis of Ethanol production from
biomass for transportation uses
Maxime Pepinster
Projet de Génie Mécanique II
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Laboratoire d’énergétique industrielle
Sommaire
1. Choix de la Biomasse
2. Le procédé Betalcool
3. Analyse thermodynamique
4. Amélioration du procédé
5. Analyse économique
6. Exemple de cas
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1.
Choix de la Biomasse
• 3 biomasses
– Sucre > Amidon
– Sucre ~ Cellulose
Energétique
(E ut/ E récup)
Agriculture
(m3 / ha)
Météo
(°C)
Plantes sucrières
0,65
4,0-8,0
de -5 à 35
Plantes à amidon
0,75
1,6-3,4
de -5 à 35
Lignocellulose
1,7*
-
Toutes
*Ne prend pas en compte la réutilisation. Vu comme produit agricole
• Les sucrières
– Betteraves plus adapté
au climat
Agriculture
(m3 / ha)
Météo
(°C)
Betteraves
6,5-7,0
de -5 à 35
Canes à sucres
7,0-8,0
de 0 à 35
3
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2.
Le procédé Betalcool
Données:
• 3 ML par an
• Ethanol à 95%
• 10 kg de betteraves par L
Particularités:
• CO2 en cycle fermé avec la
nature
• Réutilisation des résidus
→ Méthane
→ Engrais
• Pas de lavage
• Hydrolyse et fermentation
simultanées
4
3.
Analyse
thermodynamique
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Blockflow diagram
N’apparaissent que les besoins vitales de la production!
Les utilitaires sont enlevés!
5
3.
Analyse
thermodynamique
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Elec.
Chaleur
ΔT
Efficacité
Rendement
Fermentation
56 kW
-85,71 W
25 à 24.94°C
0
0
Centrifugeuse
20 kW
-
-
0
0
Biomethanation
25 kW
2.99 W
25 °C
0
0
Distillation
4 kW
363 et -82.9 kW
100°C et 78,15 à 25°C
100%
5,14 %
Chaudière vapeur
20 kW
-363 kW
200 à 113,6 °C
100%
26,8%
Tableau résumé- Betalcool basique (version Chaudière à Vapeur)
Hypothèses: - Réactions exothermiques dégagent à l’atmosphère
- Chaudière et colonne de distillation adiabatiques
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4.
Amélioration du procédé
•Pas de récupération possible (sauf pompe à chaleur)
•Augmenter les températures de fermentation → inutile
•Amélioration possible : Moteur à cogénération
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4.
Amélioration du procédé
Résultats
Électricité: 615 kW
Comparaison
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5.
Analyse économique
Coût fixes:
• Amortissements
• Salaires
Coût variables: • Coûts de production
• Coûts de transport
- Gaz Naturel
- Électricité
- Betteraves et enzymes
- Carburant
- Affrétage
Coût Total: C = Couts_fixes + Couts_variables x Volume_prduction
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6.
Etudes de cas
Suisse - Vaud
USA - Kansas
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Questions
11