Optimization of Biomethane Production from Chicken Droppings and Pig Manure

Ogouvidé Akpaki^1, , Nitale M’Balikine Krou¹ and Nyonuwosro Kwamivi Ségbéaya¹

¹Laboratoire Chimie Organique et Science de l’Environnement (LaCOSE), Faculty of Sciences and Technology, Department of Chemistry, University of Kara, Togo

Cite this paper:
Ogouvidé Akpaki, Nitale M’Balikine Krou and Nyonuwosro Kwamivi Ségbéaya. Optimization of Biomethane Production from Chicken Droppings and Pig Manure. Chemical Engineering and Science. 2023; 8(1):1-5. doi: 10.12691/ces-8-1-1

Abstract

To meet energy needs, especially in developing countries in a situation of global energy crisis, it is necessary to extend to renewable energies, in this case biogas. One of the ways of producing this renewable energy is the co-digestion of livestock waste. The present study aims to optimize the production of methane from chicken droppings (CD) and pig manure (PM). The collection of substrates was done in a breeding center in the city of Kara. The physico-chemical characteristics of the substrates were determined. Co-digestion tests were carried out with 500 mL digesters. Anaerobic digestion was monitored for a period of 28 days at a laboratory temperature of 27 ± 2°C. Biomethane flammability tests have been carried out. The characterization of the substrates indicates that they are favorable to anaerobic digestion. The results obtained at the end of these studies reveal an average daily production of methane of 41.00 ± 19.28 mL, 25.02 ± 10.97 mL, 66.43 ± 33.43 mL and 72.86 ± 33.52 mL per 100 g of co-substrates respectively for the scenarios 100%PM, 100%CD, 1/3PM+2/3CD and 2/3PM+1/3CD. The methane production potentials of effluents gave high productivities for pig manure compared to chicken manure. The optimal methane production value is observed in the case of Co-digestion (1/3CD + 2/3PM). Then, the methane obtained is flammable from the second week of the cycle.

Keywords:
chicken droppings pig manure methane flammability co-digestion and renewable energy

This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License. To view a copy of this license, visit http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

References:

[1]	Tahri, A., Djaafri, M., Khelafi, M., Kalloum, M., and Salem, F, “Amélioration du rendement de la production de biogaz par co-digestion des déchets organiques (déchets d’abattoir et de volaille), Adar, Algérie”, Revue des Energies Renouvelables, 12. 375-380. 2012
[2]	Razanaparany, H, Modélisation d’une digestion anaérobie du lisier de porc. Mémoire pour l’obtention du diplôme d’etudes approfondies, Département de physique, Faculté des Sciences, Université d’Antananarivo, 2005, 61
[3]	Laarousi, E., Hicham, L., Mohammed, E.Y., and Mohammed, O., “Caractérisation, transformation et valorisation de déchets d’éviscération de volaille de Kénitra, Maroc”, Revue afrique science, 2 (1). 102-114. 2006.
[4]	Shindarska, Z., Kostadinova, G., and Hadjiev, S, “Co-digestion of waste activated sludge and silaged mix of chicken litter and fodder beet”, Int.J.Curr.Microbiol.App.Sci, 3(13). 991-998. 2014
[5]	Manoely, H, Etude de faisabilité technico-économique de production de biogaz et de fertilisants organiques par méthanisation de fientes de cailles. Mémoire de fin d’études pour l’obtention du diplôme d’ingénieur agronome, Département industries agricoles et alimentaires, Ecole supérieure des sciences agronomiques, Université d’Antananarivo, 2010.
[6]	Tcha-thom, M, Recherche d’une filière durable pour la méthanisation des déchets de fruits et d’abattoirs du Togo: evaluation du potentiel agronomique des digestats sur les sols de la région de la Kara, Thèse de doctorat, Université de Limoges, 2019.
[7]	Rarivosoa, A, Essais de production de biogaz par co-digestion anaérobie du lisier de porc et de la fiente de volaille en culture discontinue, Mémoire de recherche pour l’obtention du diplôme d’etudes approfondies de biochimie, Département de biochimie fondamentale et appliquée, Faculté des sciences, Université d’Antananarivo, 2005.
[8]	Sadak, Y., and Barek, A.B, “Caractérisation qualitative du digestat solide de la bio méthanisation industrielle des fientes avicoles et alternative de son exploitation agronomique hors sol”, Revue des energies renouvelables, 16 (1). 33-42. 2013.
[9]	Castaing, J., Pouech, P., and Coudure, R, Digestion anaérobie de lisiers de porcs en mélange avec des déchets agro-industriels. 34èmes Journées de la recherche porcine, 195-202, 2002.
[10]	Aubert, C., and Gadis, C, “Fumiers de dindes : caractérisation à la sortie des bâtiments et estimation des rejets en azote et en phosphore”, Sciences et techniques avicoles Itavi, 50. 15-19. 2005.
[11]	Membres, Y., Elisabeth, C.A, Schwitzguebel, J.P., Kuhn, C., and Heckly, C, Valorisation bioénergétique de fumiers de volailles. Rapport finale sur le programme de recherche sur la biomasse, Office fédérale de l’énergie berne, 2000, 29.
[12]	Razafinandrasana, Y.S, Essai de production de biogaz en culture discontinue par digestion anaérobie de lisier de porc, Mémoire de diplôme d’etudes approfondies de biochimie, Département de biochimie fondamentale et appliqué, Faculté des sciences. université d’Antananarivo, 2007, 70.
[13]	Joelson, H, Situation actuelle de l’élevage de poulets de race locale dans la commune rurale de soavina, district d’amtofinandrahana, région d’amoroni mania, proposition d’amélioration, Mémoire de fin d’étude en vue de l’obtention du diplôme d’ingénieur agronome, Département elevage, Ecole supérieure des sciences agronomiques, Université d’Antananarivo, 2009, 102.
[14]	Raselison, N.F, Contribution à l’étude technico-économique comparative de deux modèles de bio digesteur: plug flow et cloche flottante- cas de fermes de poules pondeuses, Mémoire de fin d’études pour l’obtention du diplôme d’etudes approfondies”, Département génie chimique,Ecole supérieure polytechnique d’antananarivo, Université d’antananarivo, 2006, 68.
[15]	Kherbouche, D., and Benyoucef, B, Valorisation énergétique de la biomasse: production du biogaz à partir de la méthanisation aux sites algériens, Université Tlemcen Algérie. Revue des 13èmes Journées Internationales de Thermique, 2007, 1-5.
[16]	Pouech, P, Intérêt de la co-digestion pour la valorisation des lisiers et le traitement de déchets fermentescibles à l’échelle d’un territoire, 37èmes Journées recherche porcine, 2005, 39-44.
[17]	Ge, X., Matsumoto, T., and Li, Y. Biogas energy production from tropical biomass wastes by anaerobic digestion. Bioresource technology, 169. 38-44. 2014.