Modélisation de la production de bio hydrogéne effet des paramétres cinétiques

Abstract

Cette étude est portée sur la modélisation de la production du bio-hydrogène par fermentation anaérobie d’un substrat soluble qui est dans notre cas le fructose. Le processus de la fermentation est réalisé dans un réacteur complètement agité sans retour. Après la présentation du processus de la fermentation globale avec les différentes étapes qu’il renferme et du processus de la production du bio-hydrogène, un schéma global qui représente ce dernier procédé a été présenté. En se basant sur ce dernier schéma des bilans massiques concernant toutes les espèces produites ou consommées (dans le digesteur) ont été élaborés en se basant sur des hypothèses simplificatrices. Parmi les espèces considérées dans le modèle on a le substrat principale qui est le fructose (Sfr), la biomasse liée au fructose (Xfr), le butyrate (Sbu), le Propionate (Spr), l’acétate (Sac), l’hydrogène (Shy), la biomasse liée au butyrate (Xbu) et au propionate (Xpr). Par la suite une étude concernant l’influence des différents paramètres cinétiques (Ksfr, Kspr, Ksbu, Ufr, Upr, Ubu, Yfr, Ypr, Ybu, Kdfr, Kdpr et Kdbu) a été faite. Et cela sur toutes espèces produites ou consommées qui sont considérées dans le réacteur. Donc généralement touts les paramètres ont une influences partielle sur une ou plusieurs espèces intermédiaires produites ou consommées lors de déroulement du processus de production du bio-hydrogène. Mais malheureusement sont effet n’attend par notre produits final et essentiel qui est le bio-hydrogène, à l’exception de quelques paramètres liés au substrat principale qui est le fructose. D’après les résultats de la simulation obtenus, et si en parle du procédé global, c'est-à-dire l’influence des paramètres cinétiques directement sur la production du biohydrogène. On conclu que touts les paramètres cinétiques cités précédemment n’ont pas une influence remarquable sur la production de ce dernier à l’exception des paramètres cinétiques liés au substrat primaire qui est dans notre cas le fructose. Donc pour avoir une production d’hydrogène maximale il faut diminuer les valeurs des constantes Ksfr (Constante de demi-saturation endogène du fructose) et Kdfr (Constante de la respiration endogène liée à la biomasse qui dégrade le fructose) et augmenter les valeurs des constantes Ufr (Taux de croissance maximale endogène du fructose) et Yfr (Taux de conversion de l’hydrogène à partir de fructose).