Les effets d’un prétraitement aux ultrasons sur le rendement en bio-huile obtenu par pyrolyse lente

14 août 2017

La recherche sur la conversion de la biomasse en énergie par pyrolyse s’est développée au cours des dernières années. La pyrolyse est une technique permettant de casser les chaines moléculaires (les polymères de cellulose, d’hémicellulose et de lignine pour le bois) par la chaleur, et ainsi produire des petites molécules, des gaz et du biocharbon. Elle semble avoir un avenir prometteur pour la production de combustible vert et comme moyen de revitalisation de l’industrie canadienne des pâtes et papiers. La pyrolyse a récemment été optimisée avec succès grâce à l’utilisation de catalyseurs hétérogènes, ainsi, la présente recherche s’est intéressée aux ultrasons pour leur capacité à couper les liaisons lignocellulosiques.

Dans cette étude, les ultrasons sont utilisés comme prétraitement de la biomasse avant pyrolyse du bois pour évaluer et comparer les rendements en bio-huile. Des conditions différentes de fréquence (40, 68 et 170 kHz), de temps (0,5, 1 et 1,5 h) et de puissance (125, 250, 500 et 1000 W) ont été explorées pour étudier les mécanismes d’action primaire des ultrasons: l’effet mécanique et l’effet sonochimique. La combinaison de l’utilisation de fréquences de 40 kHz et de 170 kHz dans une séquence de 0,5 h à 170 kHz et 1,5 h à 40 kHz et d’une puissance de 1000 W a été démontrée comme étant la meilleure, ce qui a permis d’obtenir une augmentation de 12% du rendement en bio-huile par rapport au bois non traité. Cependant, la meilleure efficacité énergétique a été obtenue à faible puissance (125 W). Par conséquent, dépendamment de l’objectif de production final, les conditions du prétraitement par ultrasons peuvent être ajustées. Enfin, l’analyse chimique des huiles par chromatographie en phase gazeuse n’a révélé aucune influence du prétraitement sur la composition finale des huiles récupérées.

 

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