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Patents

  1. Advanced Patent Search
Publication numberWO2008110688 A2
Publication typeApplication
Application numberPCT/FR2008/000116
Publication date18 Sep 2008
Filing date31 Jan 2008
Priority date31 Jan 2007
Also published asEP2115103A2, WO2008110688A3
Publication numberPCT/2008/116, PCT/FR/2008/000116, PCT/FR/2008/00116, PCT/FR/8/000116, PCT/FR/8/00116, PCT/FR2008/000116, PCT/FR2008/00116, PCT/FR2008000116, PCT/FR200800116, PCT/FR8/000116, PCT/FR8/00116, PCT/FR8000116, PCT/FR800116, WO 2008/110688 A2, WO 2008110688 A2, WO 2008110688A2, WO-A2-2008110688, WO2008/110688A2, WO2008110688 A2, WO2008110688A2
InventorsLionel Limousy, Alain FLEITOUR, Pierre Madoc, Jean Quentin, Fellic Magali Le
ApplicantBiothermie
Export CitationBiBTeX, EndNote, RefMan
External Links: Patentscope, Espacenet
Method for preparing a biofuel, biofuel thus prepared, and heat production system using such a biofuel
WO 2008110688 A2
Abstract
The invention relates to a method for preparing a biofuel from an emulsion of water in at least one oil, that comprises mixing a fatty material and water in the presence of a first group of ethanol-free, predominantly lipophilic surfactants, said surfactant compounds having a hydrophilic/lipophilic balance hlb between 12 and 15, and a second group of ethanol-free, predominantly hydrophilic surfactants, said surfactant compounds having a hydrophilic/lipophilic balance hlb lower than 6. The invention also relates to a biofuel, to equipment for preparing such a biofuel, and to a heat production system using such a biofuel.
Claims  translated from French  (OCR text may contain errors)
REVENDICATIONS CLAIMS
1 - Procédé de préparation d'un biocombustible à partir d'une émulsion d'eau dans au moins une huile animales ou végétales qui consiste à mélanger une matière grasse et de l'eau en présence d'un premier groupe de tensioactifs à dominante lipophile liposolubles sans éthanol, lesdits composés tensioactifs présentant une balance hydrophile/lipophile hlb comprise entre 12 et 15 et d'un deuxième groupe de tensioactifs à dominante hydrophile sans éthanol, lesdits composés tensioactifs présentant une balance hydrophile/lipophile hlb inférieure à 6, ledit procédé comportant deux filières, une première filière consistant à préparer un mélange d'une matière grasse et d'un premier groupe de tensioactifs à dominante lipophile sans éthanol, lesdits composés tensioactifs présentant une balance hydrophile/lipophile hlb comprise entre 12 et 15, une deuxième filière consistant à préparer un mélange d'eau et d'un deuxième groupe de tensioactifs à dominante hydrophile sans éthanol, lesdits composés tensioactifs présentant une balance hydrophile/lipophile hlb inférieure à 6, les deux mélanges ainsi préparés étant ensuite émulsionnés, la proportion de composés tensioactifs purs est inférieure à 2 litres pour mille. 1 - A process for preparing a biomass fuel from an emulsion of water in at least one animal or vegetable oil comprising admixing a fat and water in the presence of a first group of lipophilic surfactants dominant material liposoluble without ethanol, said surfactant compounds having a hydrophilic / lipophilic balance HLB comprised between 12 and 15 and a second group of dominant hydrophilic surfactants without ethanol, said surfactant compounds having a hydrophilic / lipophilic balance HLB of less than 6, said method comprising two channels, a first die of preparing a mixture of a fat and a first group of lipophilic surfactants dominant without ethanol, said surface-active compounds having a hydrophilic / lipophilic balance HLB between 12 and 15, a second die consisting preparing a mixture of water and a second group of dominant hydrophilic surfactants without ethanol, said surfactant compounds having a hydrophilic / lipophilic balance hLB of less than 6, the two mixtures thus prepared is subsequently emulsified, the proportion of pure surfactant compounds is less than 2 liters per thousand. 2 - Procédé de préparation d'un biocombustible selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la proportion de matière grasse est comprise entre 850 et 970 litres pour mille. 2 - Process for the preparation of a biofuel according to any of the preceding claims, characterized in that the fat proportion is between 850 and 970 liters per thousand.
3 - Procédé de préparation d'un biocombustible selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la matière grasse est une matière grasse d'origine animale et ou végétale chauffée portée à une température permettant d'atteindre une viscosité inférieure ou égale à celle du fioul. 3 - Process for the preparation of a biofuel according to any of the preceding claims, characterized in that the fatty material is a fatty material of animal origin and heated scope or vegetable at a temperature to achieve a viscosity less than or equal to that of fuel oil.
4 - Biocombustible obtenu par le procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en en ce qu'il comporte, pour mille litres, 850 à 970 litres de matière grasse, au plus 2 litres de deux groupes de mélanges de tensioactifs purs sans éthanol, l'un à dominante hydrophile, et l'autre à dominante lipophile, et le complément d'eau. 4 - Biofuel obtained by the method according to any one of the preceding claims, characterized in in that it comprises, per thousand liters, 850-970 liters of fat, not more than 2 liters of two mixtures of pure surfactants of groups without ethanol, a hydrophilic dominant, and the other lipophilic dominant, and the balance water.
5 - Equipement de préparation d'un biocombustible selon le procédé objet de la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte trois mélangeurs, le premier étant destiné à recevoir une matière grasse et d'un groupe de tensioactifs à dominante lipophile et étant équipé de moyens de chauffage, le second étant destiné à recevoir de l'eau et un groupe de tensioactifs à dominante hydrophile, le troisième étant destiné à recevoir le contenu des deux autres mélangeurs et permettant de réaliser l'émulsion. 5 - The equipment for a biofuel according to the method of claim 1, characterized in that it comprises three mixers, the first being intended to receive a fat and a group of lipophilic surfactants dominant and being equipped heating means, the second being for receiving water and a group of surfactants of hydrophilic dominant, the third being designed to receive the contents of the other two mixers and to produce the emulsion.
6 - Système de chauffage caractérisé en ce qu'il comprend, sur un même site, un équipement de préparation d'un biocombustible selon le procédé objet de la revendication 1 comportant trois mélangeurs, le premier étant destiné à recevoir une matière grasse et un groupe de tensioactifs à dominante lipophile et étant équipé de moyens de chauffage portés à une température permettant d'atteindre une viscosité inférieure ou égale à celle du fioul, le second étant destiné à recevoir de l ' eau et un groupe de tensioactifs à dominante hydrophile, le troisième étant destiné à recevoir le contenu des deux autres mélangeurs, ledit équipement étant relié directement à un système de combustion sans moyen de stockage intermédiaire. 6 - Heating system characterized in that it comprises, on the same site, a preparation of a biofuel equipment according to the method of claim 1 comprising three mixers, the first being for receiving a fat and a group surfactants to lipophilic dominant and being equipped with heating means heated to a temperature to achieve a viscosity less than or equal to that of the fuel, the second being for receiving water and a group of surfactants of hydrophilic dominant, the third being designed to receive the contents of the two other mixers, said equipment being connected directly to a combustion system without intermediate storage means.
7 - Système de production de chaleur et éventuellement d'énergie électrique (co-générateur) selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un moyen de mesure du débit entre l ' équipement de préparation de biocombustible et le système de combustion. 7 - heat generating system and optionally electrical energy (co-generator) according to the preceding claim, characterized in that it comprises at least a means for measuring the flow rate between the biofuel preparation equipment and the system combustion.
Description  translated from French  (OCR text may contain errors)

PROCEDE DE PRÉPARATION D'UN BIOCOMBUSTIBLE, BIOCOMBUSTIBLE METHOD OF PREPARATION OF BIOFUEL, BIOFUEL

AINSI PRÉPARÉ, ÉQUIPEMENT ET SYSTÈME DE PRODUCTION DE WELL PREPARED, EQUIPMENT AND PRODUCTION SYSTEM

CHALEUR METTANT EN OEUVRE UN TEL BIOCOMBUSTIBLE HEAT USING AS BIOFUEL

La présente invention concerne le domaine des biocombustibles obtenus à partir de matières grasses animales ou végétales. The present invention relates to the field of biofuels derived from animal or vegetable fat. Le procédé vise à transformer des huiles animales ou végétales sous-produits de transformations agroalimentaires diverses en un combustible à usage local minimisant les transports. The process aims to transform animal or vegetable oils-products of various food transformation into a combustible topical minimizing transport.

Il existe des solutions acceptables pour brûler des huiles animales brutes : There are solutions acceptable to burn Crude animal oils:

• la pyrolyse : le procédé ne s'applique toutefois pas aux huiles animales, • pyrolysis: the process does not however apply to animal oils,

• la méthanisation : des graisses de flottation peuvent être rajoutées en petites quantités fondues dans des installations de méthanisation ayant un déficit en matière carbonée, • anaerobic digestion: flotation fat can be added in small amounts melted in biogas plants with a deficiency of carbonaceous material,

• la transestérification : la transestérification est la réaction permettant d ' obtenir à partir de graisses, qu'elles soient d'origines animales ou végétales, et d'un alcool, des acides gras de propriétés physico-chimiques proches des constituants du fioul domestique. • transesterification: the transesterification reaction for obtaining from fats, whether animal or vegetable origin, and an alcohol, fatty acids of physicochemical properties close to heating oil constituents. Cette technique de transformation des graisses est bien connue et a fait l'objet de nombreuses études afin de transformer des huiles végétales brutes ou des huiles de friture usagées en un combustible écologique . This fat processing technique is well known and has been the subject of numerous studies to turn raw vegetable oil or used cooking oil in an environmentally friendly fuel.

Un autre procédé connu dans l'état de la technique met généralement en oeuvre la préparation d'une émulsion par des opérations consistant à utiliser des proportions relativement élevées d'agents tensioactifs (surfactants en anglais ) . Another method known in the prior art generally implements the preparation of an emulsion by operations of using relatively high levels of surfactants (in English surfactants). Les procédés connus présentent plusieurs inconvénients : manque de stabilité de l' émulsion, utilisation d'agents chimiques nécessitant des installations classifiées "risque Seveso". The known methods have several drawbacks: lack of stability of the emulsion, use of chemical agents requiring facilities classified "Seveso risk."

En particulier, on connaît le procédé décrit dans le brevet français FR2875810, qui présente l'inconvénient d'une utilisation massive (20 %) d'éthanol conduisait à un classement Seveso des sites clients. In particular, there is known the process described in the French patent FR2875810, which has the drawback of a solid (20%) of ethanol resulted in a classification of Seveso customer sites.

D'autres brevets concernent des procédés en continu de préparation d'un combustible émulsionné, c'est-à-dire un mélange émulsionné d'eau et d'au moins un composé organique en vue de le distribuer comme les autres combustibles liquides de type carburant ou fiouls domestiques. Other patents relate to continuous processes for preparing an emulsified fuel, that is to say, an emulsified mixture of water and at least one organic compound in order to distribute the liquid fuel as the other type fuel or heating oils. Dans ces combustibles, la phase organique est une coupe pétrolière, une huile végétale ou animale, ou tout autre combustible utilisé dans les véhicules motorisés et les chaudières domestiques , et plus généralement pour l ' alimentation de moteurs à explosion et autres, et pour l'alimentation des appareils de production d'énergie. In these fuels, the organic phase is an oil cut, a vegetable or animal oil or other fuel used in motor vehicles and domestic boilers, and more generally for the supply of combustion engines and the like, and for supply of power generating devices. De nombreux chercheurs se sont penchés sur les procédés de préparation de combustibles émulsionnés, mais se sont rapidement heurtés à leur mise en oeuvre difficile principalement liée au manque de stabilité des émulsions obtenues. Many researchers have studied the preparation of emulsified fuels processes, but were soon faced their difficult implementation mainly due to lack of stability of the emulsions obtained. La stabilité au stockage de ces émulsions a fait l'objet d'une définition par la Direction Générale des Hydrocarbures du ministère français de l'industrie. The storage stability of these emulsions was the subject of a resolution by the Directorate General of Hydrocarbons of the French Ministry of Industry. Selon cette administration, une émulsion eau dans du gazole, donc dans un hydrocarbure, est considérée comme stable au stockage lorsque, maintenue à température ambiante, soit de 10 à 20° C, pendant au moins quatre mois, on n'observe aucune rupture de l' émulsion en deux phases ou plus. According to this administration, a water-in-diesel fuel, so in a hydrocarbon, is considered storage stable when maintained at room temperature, ie 10 to 20 ° C for at least four months, no rupture was observed the emulsion into two phases or more.

La demande de brevet internationale WO 01/36569 enseigne que, pour remédier au manque de stabilité des émulsions, les brevets DE 19 704 874, DD 216 863, US 5 445 656 et WO 95/33023 ont proposé des procédés et des dispositifs de mise en émulsions combustibles susceptibles d'être embarqués à bord de véhicules terrestres, notamment des véhicules à moteur Diesel. International patent application WO 01/36569 teaches that, to address the lack of stability of emulsions, patent DE 19704874, DD 216 863, US 5,445,656 and WO 95/33023 proposed processes and launching devices by emulsion fuel could be loaded onto land vehicles, particularly diesel vehicles. Les émulsions décrites sont des émulsions de phase externe souvent aqueuse, cette émulsion pouvant être ultérieurement inversée par dilution ultérieure dans une phase organique combustible, comme dans le brevet DE 19 704 874. L 'émulsion décrite dans la demande WO 95/33023 contient moins de 20 % d'eau qui constitue la phase externe de l' émulsion. The described emulsions are emulsions often aqueous external phase, this emulsion can be subsequently reversed by subsequent dilution in an organic phase fuel, as in patent DE 19 704 874. The emulsion described in WO 95/33023 contains less than 20% water, which is the external phase of the emulsion. Dans la demande WO 92/11927, il s'agit de préparer une émulsion concentrée contenant de 40 à 80 % en volume d'eau, ce procédé consistant à préparer séparément un mélange fioul/additif désémulsifiant et un mélange eau/alcool, à introduire ces deux mélanges à deux endroits distincts dans une boucle de circulation comprenant une pompe remplissant les deux fonctions de mise en émulsion et mise en circulation du mélange dans la boucle. In WO 92/11927, it is to prepare a concentrated emulsion containing from 40 to 80% by volume of water, which method comprises separately preparing an oil mixture / demulsifier additive and a water / alcohol mixture, introducing these two mixtures at two separate places in a circulation loop comprising a pump filling the two functions of emulsification and circulating the mixture in the loop. L 'émulsion ainsi obtenue est récupérée à une autre extrémité sur la boucle. The emulsion thus obtained is recovered at the other end on the loop. Dans la demande de brevet WO95/27021, un combustible émulsionné est revendiqué, qui comprend 20 à 80 % en volume d'eau, celle-ci constituant la phase externe de l' émulsion, 2 à 20 % en volume d'un alcool, le complément étant constitué par des hydrocarbures et au moins un additif émulsifiant non ionique. In patent application WO95 / 27021, an emulsified fuel is claimed, which comprises 20 to 80% by volume of water, the latter constituting the external phase of the emulsion, from 2 to 20% by volume of an alcohol, the remainder consisting of hydrocarbons and at least one nonionic emulsifier additive. Les hydrocarbures introduits dans cette émulsion sont des essences, du kérosène, des gazoles, des fiouls synthétiques ou des dérivés d'huiles végétales ou animales . Hydrocarbons introduced into this emulsion are gasolines, kerosene, gas oil, fuel oils or synthetic derivatives of vegetable or animal oils. Le procédé revendiqué est un procédé de préparation d' émulsion en vrac, stable au moins trois mois, qui consiste à mélanger une solution eau/alcool avec un liquide composé d'hydrocarbures et d'un additif désémulsifiant . The claimed method is a method of preparation of bulk emulsion stable at least three months, which comprises mixing a water / alcohol solution with a liquid hydrocarbon compound and a demulsifier additive.

La demande de brevet français FR98/15625 décrit un procédé de fabrication en discontinu d'émulsions eau-dans- huile présentant l'avantage, comparées aux émulsions huile- dans-eau d'améliorer la combustion par la vaporisation brutale des gouttelettes d'eau dispersées dans l'huile dont l'effet est de disperser les hydrocarbures dans la chambre à combustion. The French patent application FR98 / 15625 describes a production batch process of water-in-oil emulsions have the advantage, compared to oil-in-water emulsions improve combustion by the sudden vaporization of the water droplets dispersed in oil, the effect is to disperse the oil in the combustion chamber.

Ces solutions présentent l'inconvénient d'une production nécessitant des équipements coûteux et complexe à régler. These solutions have the drawback of production requiring expensive and complex equipment to deal with.

L'invention concerne selon son acception la plus générale un procédé de préparation d'un biocombustible à partir d'une émulsion d'eau dans au moins une huile qui consiste à mélanger une matière grasse liquide et de l'eau en présence d'un premier groupe de tensioactifs à dominante lipophile sans éthanol, lesdits composés tensioactifs présentant une balance hydrophile/lipophile hlb comprise entre 12 et 15 et d'un deuxième groupe de tensioactifs à dominante hydrophile sans alcool, et en particulier sans éthanol, lesdits composés tensioactifs présentant une balance hydrophile/lipophile hlb inférieure à 6. The invention pertains in its broadest sense to a process for preparing a biomass fuel from an emulsion of water in at least one oil which comprises mixing a liquid fat and water in the presence of first group of lipophilic surfactants dominant without ethanol, said surfactant compounds having a hydrophilic / lipophilic balance HLB comprised between 12 and 15 and a second group of dominant hydrophilic surfactants without alcohol, and in particular without ethanol, said surfactant compounds having a hydrophilic / lipophilic balance hLB less than 6.

Le procédé consiste à créer une émulsion très fine d'eau dans l'huile animale ou végétale. The method includes creating a very fine water emulsion in the animal or vegetable oil. L 'émulsion est stabilisée par un ensemble de composés tensioactifs adapté dont le coût est faible, pour le meilleur résultat thermique et environnemental. The emulsion is stabilized by a set of suitable surface-active compounds, the cost is low, for better thermal and environmental outcome. Le biocombustible ainsi préparé pourra être additionné d'un colorant et éventuellement d'un désinfectant qui ne seront pas décrits dans le cadre du présent brevet. The biofuel thus produced can be supplemented with a dye and optionally a disinfectant that will not be described in the present patent. Lors de l'injection en chaudière, la présence de microgouttelettes d'eau dispersées dans l'huile engendre des micro-explosions qui favorisent une combustion rapide et complète de l'huile animale et ou végétale ainsi pulvérisée dans la flamme (SAE 890449, SAE 920464, SAE 920198). Upon injection into boiler, the presence of water microdroplets dispersed in oil generates micro-explosions that promote rapid and complete combustion of animal oil or vegetable spray and flame (890,449 SAE, SAE 920 464, 920 198 SAE).

Ce procédé doit permettre de mieux brûler les huiles animales et ou végétales qui sont devenues des substituts des fiouls en particulier dans l'industrie de transformation des sous-produits animaux qui en brûle environ 100.000 tonnes par an en France. This process should provide a better burn and animal oils or vegetable that have become substitutes for particularly fuel oils in industrial processing of animal by-products which burns about 100,000 tons per year in France.

Il peut également être utilisé pour améliorer le bilan environnemental des combustions d'HVB (huile végétale brute) qui se développent pour des usages agricoles tels que le séchage de maïs ou de fourrage. It can also be used to improve the environmental performance of combustion SVO (straight vegetable oil) that develop for agricultural uses such as drying corn or forage. L'invention consiste à élever la température au cours du process à un niveau suffisant pour que l'huile animale ou végétale, puis l'émulsion produite aient une viscosité cinématique inférieure ou égale à celle exigée pour le fioul. The invention is to raise the temperature during the process to a level sufficient for the animal or vegetable oil, then the emulsion produced have a lower kinematic viscosity than or equal to that required for oil.

Selon un mode de réalisation préféré, le procédé comporte deux filières, une première filière consistant à préparer un mélange d'une matière grasse et d'un premier groupe de tensioactifs à dominante lipophile sans éthanol, lesdits composés tensioactifs présentant une balance hydrophile/lipophile hlb comprise entre 12 et 15, une deuxième filière consistant à préparer un mélange d'eau et d'un deuxième groupe de tensioactifs à dominante hydrophile sans éthanol, lesdits composés tensioactifs présentant une balance hydrophile/lipophile hlb inférieure à 6, les deux mélanges ainsi préparés étant ensuite émulsifiés. According to a preferred embodiment, the process comprises two channels, a first die of preparing a mixture of a fat and a first group of lipophilic surfactants dominant without ethanol, said surface-active compounds having a hydrophilic / lipophilic balance hlb between 12 and 15, a second die comprising preparing a mixture of water and a second group of dominant hydrophilic surfactants without ethanol, said surfactant compounds having a hydrophilic / lipophilic balance hLB of less than 6, the two mixtures thus prepared then being emulsified.

Le procédé selon ce mode préféré se distingue de l ' état de la technique par le fait que l ' action des composés tensioactifs intervient en deux phases séparées. The process according to this preferred embodiment is distinguished from the prior art that the action of the active compounds involved in two separate phases. Le surfactant est constitué de deux produits ou de plusieurs appartenant chacun à deux grandes familles : celle des tensioactifs à dominante hydrophile et celles des tensioactifs à dominante lipophile. The surfactant consists of two or more products each belonging to two families: that of the surfactants and those dominant hydrophilic lipophilic surfactants dominant.

Les mélanges se font progressivement : un ou plusieurs composé(s) tensioactif (s) à dominante hydrophile est (sont) mélangé(s) à de l'eau ; The mixtures are progressively: one or more compound (s) surfactant (s) to hydrophilic dominant is (are) mixed (s) to water; de même un ou plusieurs composé(s) tensioactif (s) à dominante lipophile est (sont) mélangé(s) à l'huile et enfin l'émulsion eau dans huile est réalisée. the same one or more compound (s) surfactant (s) lipophilic dominant is (are) mixed (s) in oil and finally the water in oil emulsion is produced. Le procédé selon l ' invention présente l ' avantage de ne nécessiter qu'une quantité faible de surfactants purs d'un à deux pour mille seulement pour le poids cumulé des surfactants, entraînant un coût modéré. The process according to the invention has the advantage of requiring a small amount of pure surfactants of one to two thousand only for the cumulative weight of surfactants, resulting in a low cost. Le biocombustible ainsi préparé présente une stabilité remarquable, l'émulsion restant stable pendant plus de quatre mois lorsqu'elle est conservée à une température de 2O 0 C environ. The biofuel thus prepared has a remarkable stability, the emulsion remains stable for more than four months when kept at a temperature of 2O 0 C.

Le biocombustible obtenu est apte à tous les usages thermiques pour des puissances supérieures à 20kw d'installations thermiques à auto-allumage qui se traduisent par des rejets en polluants gazeux modérés par rapport à l'huile brute ou par rapport aux fiouls. The biofuel obtained is suitable for all thermal uses for powers greater than 20kw thermal installations to self-ignition that result in discharges in gaseous pollutants moderate compared to the crude oil or in relation to fuels. De préférence : Preferably:

• la proportion de composés tensioactifs purs est inférieure à 2 litres pour mille litres, • the proportion of pure surfactant compounds is less than 2 liters per thousand liters,

• la proportion de composés tensioactifs purs est au plus égale à 2 litres pour mille litres, • the proportion of pure surfactant compounds is at most equal to 2 liters per thousand liters,

• la proportion de matière grasse est comprise entre 850 et 970 litres pour mille litres. • the proportion of fat is between 850 and 970 liters per thousand liters. Selon une variante préférée, la matière grasse est une matière grasse d'origine animale ou végétale portée à une température permettant d'atteindre une viscosité inférieure ou égale à celle du fioul. In a preferred embodiment, the fat is a fat of animal or vegetable origin to a temperature range to achieve a viscosity less than or equal to that of fuel oil.

L ' invention concerne également un biocombustible caractérisé en ce qu'il comporte, pour mille litres, 850 à 970 litres de matière grasse, au plus 2 litres de deux composés minimum de tensioactifs purs sans éthanol, les uns à dominante hydrophile, et les autres à dominante lipophile, et le complément d'eau. The invention also relates to a biofuel characterized in that it comprises, per thousand liters, 850-970 liters of fat, not more than 2 liters of at least two compounds of pure surfactants without ethanol, hydrophilic dominant one, and the other lipophilic dominant, and the balance water. L ' invention concerne encore un équipement de préparation d'un biocombustible selon le procédé objet de l'invention caractérisé en ce qu'il comporte trois mélangeurs, le premier étant destiné à recevoir une matière grasse et un groupe de tensioactifs à dominante lipophile et étant équipé de moyens de chauffage portés à une température permettant d'atteindre une viscosité inférieure ou égale à celle du fioul, le second étant destiné à recevoir de l'eau et un groupe de tensioactifs à dominante hydrophile, le troisième étant destiné à recevoir le contenu des deux autres mélangeurs. The invention further relates to a preparation of a biofuel equipment according to the method of the invention characterized in that it comprises three mixers, the first being for receiving a fat and a group of lipophilic surfactants and being dominant equipped with heating means carried at a temperature to achieve a viscosity less than or equal to that of the fuel, the second being designed to receive water and a group of surfactants of hydrophilic dominant, the third being designed to receive the contents the other two mixers. L ' invention concerne encore un système de production de chaleur et éventuellement d'énergie électrique (co- génération) caractérisé en ce qu'il comprend, sur un même site, un équipement de préparation d'un biocombustible selon le procédé objet de l'invention comportant trois mélangeurs, le premier étant destiné à recevoir une matière grasse et un groupe de tensioactifs à dominante lipophile et étant équipé de moyens de chauffage portés à une température permettant d'atteindre une viscosité inférieure ou égale à celle du fioul, le second étant destiné à recevoir de l'eau et un groupe de tensioactifs à dominante hydrophile, le troisième étant destiné à recevoir le contenu des deux autres mélangeurs et à réaliser, de préférence, l'émulsion eau dans huile, ledit équipement étant relié directement à un système de combustion sans exiger un moyen de stockage intermédiaire . The invention further relates to a heat production system and possibly electrical energy (cogeneration) characterized in that it comprises, on the same site, a biomass fuel preparation equipment according to the method of invention comprising three mixers, the first being intended to receive a fat and a group of lipophilic surfactants dominant and being equipped with heating means heated to a temperature to achieve a viscosity less than or equal to that of fuel oil, the latter being for receiving water and a group of dominant hydrophilic surfactants, the third being designed to receive the contents of the other two mixers and to produce, preferably, water in oil emulsion, said equipment being connected directly to a system combustion without requiring an intermediate storage medium.

De préférence, le système de production de chaleur selon l ' invention comporte un moyen de mesure du débit entre 1 ' équipement de préparation du biocombustible et le système de combustion. Preferably, the heat production system according to the invention comprises a means for measuring the flow rate between 1 'biomass fuel preparation equipment and combustion system. L'invention sera décrite plus en détail dans la description qui suit, se référant à un exemple de réalisation non limitatif illustré par les dessins annexés où : The invention will be described in more detail in the following description, referring to a non-limitative example illustrated in the accompanying drawings embodiment in which:

- la figure 1 représente une vue schématique d'un équipement selon une première variante l ' invention ; - Figure 1 represents a schematic view of an equipment according to a first embodiment the invention; - la figure 2 représente une vue schématique d'un équipement selon une deuxième variante de l ' invention ; - Figure 2 shows a schematic view of an equipment according to a second variant of the invention;

- la figure 3 représente le schéma du procédé de préparation d'un biocombustible selon l'invention ; - Figure 3 shows the diagram of the method of preparation of a biofuel according to the invention; et and

- la figure 4 représente un schéma de réalisation d'une installation de l'équipement selon l'invention. - Figure 4 shows a circuit diagram of an installation of the equipment according to the invention.

- la figure 4a représente un détail de l'ensemble Clarinette — pompes à surfactants de la figure 4. - Figure 4a shows a detail of all Clarinet - pumps surfactants in Figure 4.

La figure 1 représente une vue schématique d'un premier mode de réalisation d'un équipement selon l'invention. 1 shows a schematic view of a first embodiment of equipment according to the invention. II comprend une cuve (1) présentant un orifice (2) pour l'introduction d'huile animale ou végétale et un orifice (3) permettant la sortie du mélange d'huile et de tensioactifs à dominante lipophile. It comprises a vessel (1) having an orifice (2) for the introduction of animal or vegetable oil and an orifice (3) for the outlet of the oil mixture and predominantly lipophilic surfactants. La cuve (1) comprend un conduit d'alimentation (4) pour la circulation d'un fluide de chauffage permettant de maintenir la cuve à une température permettant d'atteindre une viscosité inférieure ou égale à celle du fioul. The tank (1) comprises a supply conduit (4) for the circulation of a heating fluid to maintain the vessel at a temperature to achieve a viscosity less than or equal to that of fuel oil. La cuve (1) comprend par ailleurs un mélangeur à pales droites assemblées autour d'une tige d'agitation entraînée par un groupe motorisé (5). The vessel (1) further comprises a straight blade mixer assemblies around a stirring rod driven by a motor group (5). Dans une première étape, la cuve (1) est remplie avec de l'huile animale ou végétale et d'un mélange d'additif dont la proportion dans l'émulsion finale est inférieure ou égale à : 1% O d'un groupe de tensioactifs purs à dominante lipophile. In a first stage, the tank (1) is filled with animal or vegetable oil and a mixture of additives whose proportion in the final emulsion is less than or equal to 1% O of a group of pure lipophilic surfactants dominant.

Dans une seconde étape, le mélange provenant de la cuve (1) est transféré par l'orifice (3) à un mélangeur statique ou dynamique (7) dans lequel arrive également un mélange d'eau et de composés tensioactifs à dominante hydrophile. In a second step the mixture from the vessel (1) is transferred through the orifice (3) to a static or dynamic mixer (7) which also comes in a mixture of water and of hydrophilic surfactant compounds dominant. Les proportions respectives du mélange sortant du mélangeur (7) sont les suivantes : The respective proportions of the mixture leaving the mixer (7) are the following:

- 85 à 97% d'huile animale ou végétale, - 85-97% of animal or vegetable oil,

- de 1 à 2% o de composés tensioactifs purs, - complément d'eau : qsp 100%. - From 1 to 2% o of pure surfactant compounds - balance water: qsp 100%.

Les composés tensioactifs sont formés de deux groupes distincts, présentant l'un des propriétés à dominante lipophile, l'autre des propriétés à dominante hydrophile. The surfactant compounds are formed from two distinct groups, having a lipophilic dominant properties, the other hydrophilic dominant properties.

Les composés tensioactifs mis en oeuvre sont des molécules amphiphiles. Surface-active compounds employed are amphiphilic molecules. Elles présentent d'une part un pôle hydrophobe (partie apolaire ou peu polaire) capable uniquement d'interaction Van der Walls (LW), qui est en général un groupe hydrocarboné de type alkyl (chaîne grasse), et qui peut contenir éventuellement des atomes d'halogène, d'oxygène, et d'autre part un pôle hydrophile (partie polaire qui contient des hétéro-atomes comme 0, S, P ou N qui se trouvent dans des groupes alcools, thiols, ...) capable de développer des interactions de Van der Walls (LW) , des interactions acide- base de Lewis (AB) et éventuellement des interactions électrostatiques lorsqu'une fonction ionisable est présente. They have firstly a hydrophobic pole (nonpolar part or sparingly polar) capable only of Van der Walls interaction (LW), which is generally a hydrocarbon group of alkyl-type (fatty chain), and may optionally contain atoms halogen, oxygen, and secondly a hydrophilic pole (pole part which contains hetero atoms such as 0, S, P or N which are in alcohol groups, thiols, ...) capable of developing interactions of Van der Waals (LW), the acid-Lewis base interactions (AB) and optionally electrostatic interactions when ionizable function is present. II s' agit par exemple de composés dont la structure présente une tête polaire (groupement sulfonate) et une queue grasse (groupement alkyle ) . It is a question for example of compounds whose structure has a polar head (sulfonate group) and a fat tail (alkyl).

Le mélange préparé dans la cuve ( 1 ) est ensuite extrait par 1 ' intermédiaire de l ' orifice ( 3 ) et mélangé par un mélangeur (7) avant d'être stocké, dans l'exemple décrit, dans une cuve de stockage (8) maintenue à une température permettant d'atteindre une viscosité inférieure ou égale à celle du fioul. The mixture prepared in the tank (1) is then extracted with 1 via the orifice (3) and mixed by a mixer (7) before being stored, in the example described, in a storage tank (8 ) maintained at a temperature to achieve a viscosity less than or equal to that of fuel oil. Cette cuve de stockage (8) comprend également un mélangeur à pales droites (9) entraîné par un moteur (10). This storage vessel (8) also comprises a mixer with straight blades (9) driven by a motor (10). La figure 2 représente un deuxième exemple de réalisation, correspondant à une solution mettant en oeuvre deux filières distinctes, l'une pour l'huile, l'autre pour l'eau. 2 shows a second embodiment, corresponding to a solution using two separate tracks, one for oil and one for water.

La première filière comprend un conduit d ' alimentation (H) pour l'arrivée d'huile animale ou végétale, un mélangeur (12) et un conduit (13) d'alimentation en composés tensioactifs lipophiles. The first die comprises a supply conduit (H) for the supply of animal or vegetable oil, a mixer (12) and a conduit (13) for supplying lipophilic surfactant compounds.

La deuxième filière comprend une alimentation en eau comportant une pompe (14) ainsi qu'un conduit d'alimentation en composés tensioactifs hydrophiles comprenant une pompe (16). The second die comprises a water supply comprising a pump (14) and a supply of hydrophilic surfactant compounds comprising a pump duct (16). Un mélangeur (17) assure la préparation de la phase aqueuse, alimentant un mélangeur (17). A mixer (17) ensures the preparation of the aqueous phase, feeding a mixer (17). Une vanne (15) assure la régulation de la proportion de la phase aqueuse par rapport à l'huile. A valve (15) regulates the proportion of the aqueous phase to the oil. Le mélange est conservé dans un réservoir tampon (18) alimentant un système de combustion (19) par l'intermédiaire d'une pompe (20) et d'un mélangeur (21) assurant l'homogénéisation de l'émulsion. The mixture is stored in a buffer tank (18) supplying a combustion system (19) via a pump (20) and a mixer (21) ensuring the homogenisation of the emulsion. Un conduit de retour (22) permet le retour de l'excédent de biocombustible dans le réservoir tampon (18). A return duct (22) allows the return of excess biomass fuel in the buffer tank (18).

La figure 3 représente une vue schématique du procédé de préparation de biocombustible selon l'invention. 3 shows a schematic view of the biofuel preparation process according to the invention.

La première filière est destinée à l'incorporation d'un groupe de tensioactifs à dominante lipophile (30) dans une huile animale ou végétale fondue, maintenue à une température d'environ 50 0 C. Les deux constituants sont mélangés dans un mélangeur (32). The first die is adapted to the incorporation of a group of lipophilic surfactants dominant (30) in a melted animal or vegetable oil, maintained at a temperature of about 50 0 C. The two components are mixed in a mixer (32 ).

La deuxième filière est destinée à la préparation d ' un mélange d'eau (34) avec un groupe de tensioactifs à dominante hydrophile (35), pour préparer une solution concentrée (37). The second sector is intended for the preparation of a mixture of water (34) with a group of surfactants hydrophilic dominant (35) to prepare a concentrated solution (37). Cette solution concentrée (37) est ensuite diluée avec de l'eau (36) pour préparer la phase aqueuse (39). This concentrated solution (37) is then diluted with water (36) to prepare the aqueous phase (39). Les deux phases graisseuse et aqueuse sont mélangées dans un mélangeur (40) pour préparer un biocombustible (41) constitué par une émulsion stable. Both fat and aqueous phases are mixed in a mixer (40) to prepare a biofuel (41) consists of a stable emulsion.

En référence à la figure 4, un exemple d'installation de réalisation d'une émulsion selon l'invention comporte une arrivée des matières grasses par une canalisation (50) protégée en amont par une vanne manuelle (51). Referring to Figure 4, an example of production of an emulsion plant according to the invention comprises an inlet fats by a pipe (50) protected beforehand by a manual valve (51). Dans cette installation, les matières grasses traversent alors une électrovanne (52) reliée à un automate programmable (non représenté), disposé dans une armoire électrique (53), puis une pompe d'alimentation (54). In this installation, fats then pass through a solenoid valve (52) connected to a PLC (not shown) disposed in a control cabinet (53) and a feed pump (54). Ladite pompe alimente un débitmètre (55), lequel va contrôler les débits de matières grasses entrant dans la cuve principale (56) de l'installation. Said pump supplies a flow meter (55), which will control the fat flows entering the main tank (56) of the installation. Cette cuve d'un volume utile d'environ 100 litres est équipée des éléments suivants : - un moteur d'agitation électrique (57) équipé d'un moto- réducteur permettant de faire varier la vitesse de rotation de l'axe d'un agitateur (58), selon les indications données par 1 ' automate programmable ; This tank with a useful volume of about 100 liters is equipped with the following elements: - an electric stirring motor (57) equipped with a geared motor for varying the speed of rotation of the axis of a stirrer (58), as indicated by 1 PLC;

- un système de résistance électrique (59) permettant de maintenir l'émulsion contenue dans la cuve (56) à une température d'environ 5O 0 C ; - An electric resistance system (59) for maintaining the emulsion in the vessel (56) to a temperature of about 5O 0 C;

- une sonde de niveau bas (60a) et une sonde de niveau haut (60b) reliées à l'automate permettant de piloter l'alimentation de la cuve principale (56) en matières grasses ainsi qu'en surfactants et en eau ; - A low level sensor (60a) and a high level sensor (60b) connected to the controller used to control the supply of the main tank (56) in fat as well as surfactants and water;

- une sonde de température (61) mesurant la température de l'émulsion contenue dans la cuve (56), permettant à l'automate de réguler la température de l'émulsion à une valeur proche de 5O 0 C ; - A temperature sensor (61) measuring the temperature of the emulsion in the vessel (56), allowing the controller to regulate the temperature of the emulsion to a value close to 5O 0 C; - une bonde d'évacuation de l'émulsion (70) située en fond de cuve ; - An evacuation of the emulsion bung (70) located in the bottom of the tank; et - une canalisation de sortie de l'émulsion (71) située en bas de cuve, de telle sorte que l'alimentation du système de combustion soit en charge. and - an emulsion outlet pipe (71) at the bottom of tank, so that the supply of combustion or loaded system.

En liaison avec la cuve, une clarinette (62) est constituée d'un tube muni de trois orifices d'entrée : un orifice (63) relié à un débitmètre (non représenté) gui permet l'arrivée d'eau à l'extrémité de la clarinette, ainsi que des orifices (64) et (65) apportant les deux groupes de surfactants. In association with the vessel, a clarinet (62) consists of a tube provided with three inlets: an orifice (63) connected to a flowmeter (not shown) mistletoe allows the water supply to the end clarinet, as well as orifices (64) and (65) bringing the two surfactant groups. Dans ces conditions, l'eau chasse naturellement les surfactants dans la cuve. Under these conditions, the water naturally hunting surfactants in the tank.

Les deux groupes de surfactants sont amenés aux orifices (64) et (65) par l'intermédiaire de deux pompes (68) et (69). The two surfactants of groups are fed to the orifices (64) and (65) by means of two pumps (68) and (69).

Afin de maintenir les matières grasses à température de l'entrée à la sortie de l'installation, un traceur (73) constitué dans l'exemple par un fil chauffant est disposé tout le long de son cheminement dans l'installation. In order to maintain the fat in temperature from the inlet to the outlet of the installation, a plotter (73) constituted in the example by a heating wire is arranged along its path in the installation. De plus, afin de s'assurer de la qualité des matières grasses entrant dans l'installation, un système de prélèvement (72) est installé entre la pompe (54) et le débitmètre (55). In addition, to ensure the quality of fat entering the installation, a sampling system (72) is installed between the pump (54) and flow meter (55).

L'ensemble de l'installation est piloté par un automate programmable interrogeable à distance, qui se déclenche sur ordre d'un système de combustion tel que décrit au regard de la figure 2 (référencé 19). The entire system is controlled by a PLC remotely queried, which is triggered on the order of a combustion system such as described with respect to Figure 2 (reference 19). Dans un premier temps, l'automate s'assure que l'installation est à température. Initially, the controller ensures that the installation is in temperature.

Si la sonde de niveau bas (60a) n'est plus immergée, elle envoie un signal à l'automate qui ouvre l'électrovanne (52) permettant l'arrivée des matières grasses. If the low level sensor (60a) is no longer submerged, it sends a signal to the controller opens the solenoid valve (52) allowing the arrival of the fat. Il actionne simultanément les pompes (54), (68), (69) et le débitmètre permettant d'introduire l'ensemble des constituants de ladite émulsion dans des proportions fixées. It simultaneously actuates the pump (54), (68), (69) and the flow meter for introducing all of the constituents of said emulsion in fixed proportions. Dès l'introduction des constituants, l'automate commande l'activation de l'agitateur (58) selon un mode de rotation élevée d'environ 1500 tours par minute, pendant une durée d'environ 1 minute. Upon introduction of the constituents, the controller controls activation of the agitator (58) in a high rotation mode of about 1500 rpm, for a period of about 1 minute.

Dès que la sonde de niveau haut (60b) est immergée, l'automate programmable commande l'arrêt des pompes (54), (68), (69) et du débitmètre (67) et diminue sensiblement la rotation de l'agitateur (58) à une vitesse d'environ 150 tours par minute . As soon as the probe high-level (60b) is immersed, the programmable controller PLC stopping the pumps (54), (68), (69) and flowmeter (67) and substantially decreases the rotation of the agitator ( 58) at a speed of about 150 rpm.

De manière similaire à la description en référence à la figure 2 , un conduit de retour permet le retour de l ' excédent de biocombustible dans la cuve (56). Similar to the description with reference to Figure 2, a return conduit allows the return of the excess biomass fuel in the tank (56). Lors de l'arrêt total du système de combustion et de l'installation, la vanne manuelle (51) en amont de l'installation ayant été fermée, l'automate programmable ferme 1'électrovanne (52) ce qui autorise l'ouverture de la bonde (70) permettant la vidange complète de l'installation. During the stoppage of the combustion system and installation, the manual valve (51) upstream of the facility having been closed, the firm 1'électrovanne programmable logic controller (52) which authorizes the opening of the plug (70) for the complete emptying of the plant. L'invention n'est pas limitée aux exemples décrits et représentés. The invention is not limited to the examples described and shown. Il est par exemple possible d'utiliser une gaine chauffante comme traceur, un mélangeur dynamique en remplacement du mélangeur statique constitué de la cuve avec son agitateur. It is for example possible to use a heating jacket as a tracer, a dynamic mixer in place of static mixer consisting of tank with its stirrer.

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Classifications
International ClassificationB01F3/08, C10L1/32, B01F13/10, B01F15/06
Cooperative ClassificationB01F13/1025, B01F3/08, C10L1/328, B01F13/1027
European ClassificationB01F13/10C2, C10L1/32D
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