Production de méthane au lycée

[invite58092b8b]

Pour notre TPE , sur les biocarburants de 2ème génération, notre expérience consite à produire du biogaz à partir d'épluchures puis de dissoudre le CO2 dans la potasse puis identifier le méthane .
Nous allons réaliser une combustion mais on voudrait prouver que c'est bien du méthane en calculant la densité . Combien de litres de dechets doit -on faire fermenter pour obtenir une masse suffisante pour calculer cette densité ?
Merci beaucoup si vous trouvez une réponse ça nous sera très utile
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[invite751056e1]

Pour notre TPE , sur les biocarburants de 2ème génération, notre expérience consite à produire du biogaz à partir d'épluchures puis de dissoudre le CO2 dans la potasse puis identifier le méthane .
Nous allons réaliser une combustion mais on voudrait prouver que c'est bien du méthane en calculant la densité . Combien de litres de dechets doit -on faire fermenter pour obtenir une masse suffisante pour calculer cette densité ?
Merci beaucoup si vous trouvez une réponse ça nous sera très utile

Je pense pas que ce soit évident de répondre comme ça... il faudrait savoir à quelle vitesse se décompose le dechet, ce genre de truc...

[wizz]

un bon plat de cassoulet le soir vers 20h, et le TP sur le biométhane est prêt pour le lendemain matin à 8h

[invite3cc91bf8]

Moi, je préfère fabriquer le méthane à partir d'acétate de sodium et de chaux sodée.
Sinon, faites la tournée des marais, touillez le fond et récupérez les bulles.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite58092b8b]

C'est une bonne idée mais , on doit créer un biocarburant (le methane ) à partir de déchets , c'est notre sujet .

[invite58092b8b]

Non , on doit absolument utiliser des déchets c'est notre sujet , les biocarburants obtenus à partir de déchets .
Et la vitesse de production , en fait il faut que ça fermente donc ça prend une semaine en anérorbie , à 30°C , mais ce que l'on ne sait pas c'est la quantité de gaz obtenu . Au lycée il n'on pas de récipient plus grand que 1L , donc je pense qu'on peut récupérer au maximum 100 mL , ce serait assez pour trouver la densité en mesurant la masse de l'éprouvette avant -après ?

[invite3cc91bf8]

Sinon, tu te trouves quelqu'un qui peut te faire une RMN, on voit bien le méthane avec ça.
Et dans les marais, qu'est-ce qui permet de produire du méthane ? La décomposition des déchets végétaux au fond de l'eau.
Et je rappelle aussi que vous devrez séparer l'hydrogène sulfuré H₂S du biogaz et le dihydrogène, qui risque de brouiller votre calcul de densité.

[invite58092b8b]

Le RMN ça serait parfait sauf que au lycée c'est juste impossible !
Oui dans les marais c'est la même chose , la décomposition . Et pour la production de H2S ça représente que 1 à 2 % du gaz obtenu , on va donc le négliger , mais le Dihydrogène je crois qu'il en pas , on a juste une production de CH4 , H2S et CO2 (que l'on dissoudra dans la potasse ). Le seul obstacle c'est la quantité de gaz obtenu , il augmente , plus la fermentation est longue sauf que l'on peut pas la faire durer plus que 5 jours , on ne peut pas maintenir le bain marie pendant le week-end .

[invite3cc91bf8]

Pour enlever le H₂S, il faut le faire précipiter au nitrate de plomb (voir acétate de plomb) : Pb²⁺_(aq) + SH_{2 (aq)} + 2 H₂O_(aq) 2 H₃O⁺_(aq) + PbS_(s)
On peut aussi utiliser le nitrate d'argent : 2 Ag⁺_(aq) + SH_{2 (aq)} + 2 H₂O_(aq) 2 H₃O⁺_(aq) + Ag₂S_(s).
Je pense que ça risque d'être un peu juste pour faire du gaz, 5 jours, faut que la putréfaction se fasse. Il existe des détecteurs de méthane à l'usage des professionnels. Peut-être des pompiers et des agents du gaz possèdent ses appareils et peuvent peut-être vous les prêter pour une mesure (si vous faites les yeux doux avec un peu de chance )

[invite2313209787891133]

un bon plat de cassoulet le soir vers 20h, et le TP sur le biométhane est prêt pour le lendemain matin à 8h

En fait ça produirait plutôt du CO2; le méthane obtenu par ce "procédé" est issu de la dégradation des protéines.

[invite2313209787891133]

Pour enlever le H₂S, il faut le faire précipiter au nitrate de plomb (voir acétate de plomb)

Si on utilise de la potasse pour le CO2 l'H2S sera piégé également.

[invite9b06c290]

Bonjour,

pour récupérer le méthane dégagé lors de votre fermentation, je vous recommande le préservatif. Simple et efficace...

[invite58092b8b]

Combien de jours seraient donc nécessaire ? Si on laisse le mélange dans de l'eau (comme dans les marais ) , c'est plus rapide ? D'après nos recherches oui . Et l'expérience peut aussi rester à température ambiante mais ça marchera moins bien . Pour le détecteur , on y avait pas pensé ! Ca peut être la solution à tous

[wizz]

Non , on doit absolument utiliser des déchets c'est notre sujet , les biocarburants obtenus à partir de déchets .
Et la vitesse de production , en fait il faut que ça fermente donc ça prend une semaine en anérorbie , à 30°C , mais ce que l'on ne sait pas c'est la quantité de gaz obtenu . Au lycée il n'on pas de récipient plus grand que 1L , donc je pense qu'on peut récupérer au maximum 100 mL , ce serait assez pour trouver la densité en mesurant la masse de l'éprouvette avant -après ?

papa a surement une voiture, ou le voisin, ou quelqu'un...
il fait le plein de son réservoir de liquide lave glace
le bidon fait 5 litres, et qui part à la poubelle le plus souvent

quant à récolter les gaz, et hop, ça prend quelques secondes...

Bonjour,

pour récupérer le méthane dégagé lors de votre fermentation, je vous recommande le préservatif. Simple et efficace...

[invite2313209787891133]

A mon avis il doit être possible d'ensemencer avec de la vase récupérée au fond d'une mare ou d'un trou d'eau pour avoir une bonne quantité de bactéries et accélérer leur développement.

[invite0324077b]

avec de l'eau ce n'est pas plus rapide mais c'est plus sur ! la matiere a methaniser , dans l'eau est a l'abris de l'air : les premiere bulle de methane seront recuperable

atention tant qu'il reste de l'oxygene dissous dans l'eau ou les dechet ca ne fera que du CO2 : il ne faut donc pas ouvrir pour remuer , sinon ca fait entrer de l'oxygene et retarde encore la production de methane

le demarage de la methanisation dans des dechet trop propre est tres lent , une semaine ne suffira pas ... il faut le temps que les bonne bacterie se reproduisent dans toute la matiere : une bonne facon de gagner du temps : aller a la campagne ramasser de la vraie bouse de vache ! c'est plein de la bonne bacterie , mais la methanisation est finie : la matiere est presque epuissé

bouse de vache plus ordures fraiche la methanisation doit demarrer tres vite

avec un bocal de 1 litre la quantité de gaz sera faible : il faudra du materiel tres precis pour analyser et mesurer , ca me parait un peu dur : un seau en plastique de 10 ou 20 litre me parait plus sur

[invite58092b8b]

Pour le dioxygéne c'est pas un problème on va faire le vide dans notre récipient . Par contre , on ne peut pas rajouter de bouse , on est au lycée donc ça doit être une putréfaction propre ! Mais est-ce qu'il aurait des produits que se méthanisent plus rapidement ?

[invite58092b8b]

A mon avis il doit être possible d'ensemencer avec de la vase récupérée au fond d'une mare ou d'un trou d'eau pour avoir une bonne quantité de bactéries et accélérer leur développement.

La vase de la marre se serait bien sauf que près de chez nous y'a pas de marre

[invite0324077b]

si c'est trop propre il faudra attendre que les quelques bacterie presente par hazard se multiplient et colonisent tes dechet : plus ca sera propre plus ca sera lent !

quand on sait ou il y a les bonnes bacterie prete a travailler tout de suite c'est dommage de s'en priver !

si tu ne met pas la bonne bacterie il y a concurence avec d'autre bacterie qui ne font pas de methane mais d'autre pouriture et ralentissent le demarage ... ou meme ca ne methanise jamais !

tout melanger avec de l'eau permet d'uniformiser la composition : le meilleur moyen pour que ca demare vite et d'y mettre du liquide provenant d'un methaniseur qui marche deja ... si la bouse de vache ne vous plait pas , voir avec une usine d'epuration qui fait de la methanisation

[invite58092b8b]

si c'est trop propre il faudra attendre que les quelques bacterie presente par hazard se multiplient et colonisent tes dechet : plus ca sera propre plus ca sera lent !

quand on sait ou il y a les bonnes bacterie prete a travailler tout de suite c'est dommage de s'en priver !

si tu ne met pas la bonne bacterie il y a concurence avec d'autre bacterie qui ne font pas de methane mais d'autre pouriture et ralentissent le demarage ... ou meme ca ne methanise jamais !

tout melanger avec de l'eau permet d'uniformiser la composition : le meilleur moyen pour que ca demare vite et d'y mettre du liquide provenant d'un methaniseur qui marche deja ... si la bouse de vache ne vous plait pas , voir avec une usine d'epuration qui fait de la methanisation

Merci pour votre réponse Les bactéries que l'on peut trouver dns une eau stagnante c'est les bonnes ?

[invite0324077b]

dans n'importe quelle eau stagnante il y aura n'importe quelle bacterie ... peut etre les bonne ... ou peut etre celle qui contrarie celle que tu veux

quand je parle de bouse de vaches c'est parce qu'on est sur qu'il y a la bonne bacterie , c'est le principe meme de la digestion des ruminant !

il y a plusieurs type de bacterie qui methanisent a des temperature differente , celle qui est au fond des marais methanise a basse temperature 10°C et tres lentement : en chauffant a 37° non seulement elle n'ira pas plus vite mais elle crevera !

dans la panse des vache il y a justement la bacterie adapté a la bonne temperature !

il existe d'autre bacterie dite thermophile qui methanisent a plus forte temperature et encore plus vite , mais je ne sais pas ou on les trouves

[invite3cc91bf8]

Toute façon, c'est à partir du CO₂ qu'on fait le méthane, pour la plupart des bactéries méthanogènes :

CO₂ + 2 H⁺ + 2 e^- HCOOH
HCOOH + 2 H⁺ + 2 e^- HCHO + H₂O
HCHO + 2 H⁺ + 2 e^- CH₃OH + H₂O
CH₃OH + 2 H⁺ + 2 e^- CH₄ + H₂O

Cela vient après la fermentation et l'acétogénèse, je ne sais pas par contre si c'est les mêmes bactéries qui font les différentes étapes. Mais en effet, au fond des étangs, c'est à 10°C.

[invite4483d244]

salut a tous !

pour calculer la densité du gaz il faut être sur que ta décomposition donne du méthane pur. après il faut que tu capture dans une bouteille plastique (préalablement pesée !!!) 1L de gaz et tu pesè sur la balance tarée. Tu fait le rapport avec un litre d'eau et tu trouvera la densité exacte du gaz.
bonne chance

(ps : faut beaucoup de déchets pour produire 1L de gaz)

[invite0324077b]

un peu bizar ces equation !

dans le CO2 il n'y a plus d'energie ! des bacterie qui ferait du methane a partir du CO2 devrait remetre de l'energie dans le produit final ! par quel miracle ?

[invite4483d244]

re a tous

problème notoire si tu rajoute de l'eau à tes déchets, la vapeur d'eau fausserat la densité du gaz

[invite0324077b]

il faut different type de bacterie pour faire les differentes etapes ! si elle ne sont pas toutes la ca ne donne jamais de methane : la bouse de vache est un bon moyen parce qu'elle sont toutes la , en train de mourrir de faim parce que la methanisation est presque finie : il suffit de leur donner a manger des nouveaux dechet !

[invite4483d244]

salut !

par rapport au calcul de densité de ton méthane il y des quelques petites choses fondamentales à na pas louper!!

d'abord il faut que ta fermentation produise du méthane pur or la plupart des fermentations produisent de la vapeur d'eau donc il faut que tu élimine l'eau avec un absorbeur d'humidité (comme du sel de potassium par exemple)

ensuite il faut que tu arrive à canaliser ton méthane dans un récipient (de préférence 1L) conseil le méthane est plus légé que le diazote ou le dioxygène donc récupère le gaz avec une hotte.
il faut bien sur que tu connaisse le poids de ton récipient. ensuite pèse le récipient plein et tu obtiendra la masse volumique du méthane. Fais le rapport avec la masse volumique de l'eau (pas compliqué c'est 1Kg/L) le rapport sera égal à la densité du méthane car d(méthane)= rho(méthane)/rho(eau)

bonne chance

[invite58092b8b]

salut !

par rapport au calcul de densité de ton méthane il y des quelques petites choses fondamentales à na pas louper!!

d'abord il faut que ta fermentation produise du méthane pur or la plupart des fermentations produisent de la vapeur d'eau donc il faut que tu élimine l'eau avec un absorbeur d'humidité (comme du sel de potassium par exemple)

ensuite il faut que tu arrive à canaliser ton méthane dans un récipient (de préférence 1L) conseil le méthane est plus légé que le diazote ou le dioxygène donc récupère le gaz avec une hotte.
il faut bien sur que tu connaisse le poids de ton récipient. ensuite pèse le récipient plein et tu obtiendra la masse volumique du méthane. Fais le rapport avec la masse volumique de l'eau (pas compliqué c'est 1Kg/L) le rapport sera égal à la densité du méthane car d(méthane)= rho(méthane)/rho(eau)

bonne chance

Oui , merci Le calcul de densité , c'est en fait le plus simple ! On espère juste que ça va marcher et qu'on va pouvoir la calculer !!!

[invite0324077b]

la densité relative d'un gaz ne se mesure pas par rapport a l'eau mais par rapport a l'air ( 1.2kg/m3 ) ou 1.2g/litre

donc pour mesurer la densité avec une bouteille d'un litre il faut une precision du 10eme ou centieme de gramme

pour mesurer avec le poid d'une seringue de 10cm3 il faudra le 10eme de milligramme

la densité n'est vraiment pas un truc facile a mesurer pour une petite quantité de gaz

avec 1 litre de dechet vous pouvez juste esperer constater que ca brule ... et encore avec un gros risque d'echec

[invite4483d244]

oui c'est vrai pour le calcul c'est bien la masse volumique de l'air qu'il faut utiliser désolé pour l'erreur