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Développement d'une nouvelle méthode de traitement des rejets industriels pour l'optimisation de la production du butanol

Guemfing Simo, Rita (2010). Développement d'une nouvelle méthode de traitement des rejets industriels pour l'optimisation de la production du butanol. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

La production du butanol comme biocarburant ou en remplacement de 1, éthanol semble être une option attrayante. En effet, le butanol lorsque comparé à 1, éthanol, contient plus d'énergie et, est moins volatile. Le butanol et Péthanol sont produits par fermentation de produits agricoles tels que le maïs, le blé, etc. Cependant, le principal inconvénient à produire ces bioalcools à partir des produitS agricoles est relié à la disponibilité de ces ressources et aussi à leurs coûts de production. D'où rimportance de développer une énergie propre, en quantité suffisante et à des coûts raisonnables, qui ne rentrera pas en concurrence avec les débouchés alimentaires.

Actuellement, certaines études ont été réalisées en utilisant des rejets municipaux, industriels et agro-industriels pour produire des alcools. Cependant, ces rejets sont difficilement fermentescibles et requièrent un traitement au préalable qui aiderait à la solubilisation des sucres donc à leur fermentation. Plusieurs types de traitements ont déjà été testés. Jusqu'à présent, aucun d,eux n,a donné une totale satisfaction du point de vue économique, du rendement en sucres, ou par la présence ou rabsence d'éléments inhibiteurs.

C'est pourquoi dans cette étude, une nouvelle approche de traitement est proposée. Elle consiste à utiliser des résidus industriels, les scories d'aciéries qui ont un pH ~ 12, pour fournir 1' alcalinité nécessaire et effectuer un traitement efficace et optimiser la production du butanol à partir des résidus industriels, municipaux ou agro-industriels. Dans ce cas-ci, ce sont les boues piscicoles et rejets de brasserie (la drêche d'orge) qui ont été utilisés.

Les scories sont des résidus d'aciéries, utilisé pour le traitement des rejets industriels, dans différentes conditions opératoires, afm de déterminer les paramètres optimaux. L'évaluation du type de traitement direct ou indirect appliqué aux rejets industriels est aussi déterminée, ainsi que la production du butanol à partir de ces rejets traités. Les résultats obtenus de cette étude ont montré une augmentation d'au moins 20-25% en sucres solubles dans la fraction dissoute dans le cas du traitement de la drêche et de la boue piscicole. Ceci montre que cette nouvelle approche pourrait être attrayante dans le traitement des rejets industriels. Cependant, lors de 1' analyse des éléments chimiques tel que 1 'azote et le phosphore après le traitement, une forte baisse de concentration allant de 64% à 81% a été relevée. Toutefois, d'autres études pourraient être conduites afin de valider les paramètres obtenus avec d'autres types de rejets, avant 1' application de ce traitement à une plus grande échelle.

Titre traduit

Development of a new method of treatment of industrial wastes for the optimization of the butanol production

Résumé traduit

The production of butanol as biofuel or for the replacement of ethanol seems to be an attractive option as butanol contains more energy and is less volatile than ethanol. Butanol and ethanol are produced by fermentation of agricultural products such as corn, wheat, sugar cane, etc ... However, the main disadvantage ofproducing these bioalcools from agricultural products depends on the availability of the resources and sorne their production costs.

To prevent using the aforementioned agricultural products, sorne studies tested other types of wastes such as the municipal, industrial and agro-industrial wastes to produce biofuels. However, these wastes are not easily fermentable and require preliminary treatment to help solubilising their sugars necessary for the fermentation step. Severa! types of treatments have been presented in the literature but none of them gave results in terms of sugars yield, economie feasibility and presence of inhibitors.

The research presented in this thesis proposes a new approach of treatment of agro-industrial wastes to enable in a subsequent step to ferment the sugar into alcohol. This new technique consists in using steel-slags to improve the alkalinity of wastes to optimize the butanol production. In this thesis the agro-industrial waste used are sludge from fish farming and the bar ley slop from a brewery.

Steel-Slags are used under various concentrations in order to determine the optimal parameters of the treatments. The success of the treatment was measured by carrying out fermentation in batch of the treated by-products. The results of this study showed an increase in soluble sugar by 20-25% in the dissolved fraction. The results show that this new approach could be attractive in the treatment of the industrial wastes. However, after the treatment, the chemical analysis of elements such as the nitrogen and the phosphorus show a strong decline of concentration by 64%-81%. Nevertheless, other studies should be carried out in order to validate the process and with different type of waste.

Type de document: Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires: "Mémoire présenté à l'École de technologie supérieure comme exigence partielle à l'obtention de la maîtrise en génie de l'environnement". Bibliogr : f. [87]-93.
Mots-clés libres: Déchets - Élimination. Scories. Industrie. Butanol. Optimisation mathématique. Fermentation. alcalin, pouvoir, traitement, rejets industriels
Directeur de mémoire/thèse:
Directeur de mémoire/thèse
Seers, Patrice
Co-directeurs de mémoire/thèse:
Co-directeurs de mémoire/thèse
Bouagache, Lynda
Programme: Maîtrise en ingénierie > Génie
Date de dépôt: 15 avr. 2013 14:58
Dernière modification: 20 janv. 2017 21:35
URI: http://espace.etsmtl.ca/id/eprint/1151

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