RizRoute - Valorisation de coproduits rizicoles

RizRoute _ Livrable de restitution _ Appel à Projet FEREC 2022 7/32 Une fois l’ajout terminé, on laisse agiter le mélange chaud pendant 30 min, avant de procéder aux caractérisations physico-chimiques. - l’utilisation d’un mélangeur de laboratoire à haut cisaillement ; le Silverson. Cet appareil permet d’améliorer la dispersion et l’homogénéisation des produits solides. De plus, ce mélangeur à immer- sion simule les contraintes fortes du process d’usine. Afin de mimer les contraintes de process que pourrait subir le produit le mélange est fait à l’aide d’un Silverson réglé à 6000 rpm/ min et le mélange est effectué pendant 15 min. Cela permet d’obtenir une parfaite homogénéité des mélanges et de broyer potentiellement des particules qui pourraient être floculés. 5.3 Production des biochars par pyrolyse à l’échelle laboratoire et semi-industrielle Dans un premier temps, les expérimentations de pyrolyse ont été réalisées au Cirad à Montpellier dans un four laboratoire permettant un parfait contrôle des paramètres de process (température, vitesse de chauffe et atmosphère) et la collecte de tous les produits en vue d’une analyse des biochars et ses coproduits liquides et gazeux. Ce dispositif, développé en interne du laboratoire, permet de réaliser des bilans matière et énergie pour chaque condition opératoire appliquée. Les quantités d’échantillons utilisées en entrée du four sont de l’ordre de 5 à 10 g de biomasses sèches en fonction de la densité des matières premières. Celles-ci ont été pyrolysés à deux températures dif- férentes (300 °C et 800 °C) représentant les conditions extrêmes basse et haute en pyrolyse, à une vitesse de chauffe constante fixée à 10 °C/min (souvent utilisée dans littérature scientifique) et un temps de résidence de 2 heures à la température de pyrolyse. Toutes les expérimentations ont été menées sous flux d’azote constant de 30 Nl/h (débitmètre mas- sique) pour s’assurer d’une atmosphère neutre (absence complète d’oxygène). Ainsi, les huiles et gaz de pyrolyse sont émis durant la phase de conversion des constituants de la matière première (cellu- lose, hémicellulose et lignines) pour former les biochars dès 300 °C. A cette température, ces copro- duits sont présentes sous forme gazeuses et transportés continuellement en sortie du réacteur de pyrolyse (via le flux d’azote). Les huiles sont alors condensées dans un échangeur thermique plongé dans un bain froid (-20 °C). Elles sont récupérées en fin d’expérimentation et pesées. Les gaz de pyro- lyse, non condensable par nature aux conditions standards, sont quant à eux dirigés vers un analyseur de gaz (chromatographie) et analysés en continue. L’évolution de leur composition est ainsi détermi- née pendant toute la durée de l’expérimentation. La collecte et l’analyse de ces résultats permet de déterminer la quantité de gaz produit. Ainsi, ce dispositif expérimental de laboratoire assure un contrôle de la conversion thermochimique des matières premières, de générer des produits solides, liquides et gazeux en lien avec les conditions opératoires, d’analyser leurs propriétés physico-chimiques et énergétiques et de réaliser finalement des bilans masse et énergie.