I.3.6.Conversion de la biomasse lignocellulosique
I.3.6.1.Préparation de la matière
première
Plusieurs opérations (broyage, séchage,
stockage...etc) sont importants dans étape de préparation de
biomasse lignocellulosique avant de l'introduire dans les principales
étapes de transformation.
Le broyage simple sert à fragmenter la biomasse dans le
but d'obtenir des tailles de 2 mm afin d'augmenter le rendement et de faciliter
la séparation des compositions.
I.3.6.2.Prétraitement
Le but de prétraitement est de rendre la cellulose
accessible à l'hydrolyse (modifier les propriétés
physiques et physicochimiques du lignocellulose) par différentes
méthodes.
Il existe trois procédés de prétraitement ;
physique, chimique, physicochimique. (Tableau II.3).
Chapitre I Etude bibliographique
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Tab. I.5 : Principaux procédés
de prétraitement (Daniel, 2006 ; Marcos et Toshinori, 2007)
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Description
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Prétraitement
physico-
chimique
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Thermo hydrolyse
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Cuisson à l'eau de la biomasse à des
températures de 200-
230°C et P de 50 bar pendant 15 à 60
min.
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Explosion à la
vapeur (auto-
hydrolyse)
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Chauffage rapide de substrat (160 à 260°C) par
injection de
vapeur à (10 ou 50 bar) puis une détente brutale.
cette technique
est peu efficace dans le cas des bois tendres.
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Explosion à la
vapeur en
conditions acides
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En présence de H2SO4 ou de SO2 , meilleure
pénétration du
réactif, amélioration du
rendement, toxique, demande limitée en
énergie,
simplicité de mise en oeuvre, bonne adaptation aux
particules de
grande taille.
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Explosion au CO2
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Explosion à la vapeur dans laquelle le CO2 est un
réactif
chimique, bonne efficacité.
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Procédé AFEX
(Ammonia Fiber
Explosion)
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La matière lignocellulosique est mise en contact avec
de
l'ammoniac liquide (50-70°C) et (30 min), plus adapté
aux
plantes herbacées.
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Procédés
chimiques
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Prétraitement à
l'acide dilué
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En présence de H2SO4 ou [H3O+
Cl-] dilué en proportion de 0,5
à 3%,
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Prétraitement en
milieu alcalin
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L'ajout de NaOH (8 à 12%) et 80 à 120°C, 30
à 60 min,
beaucoup plus efficace sur les résidus
agricoles
Nécessite de lavage et neutralisation du résidu
solide ainsi
qu'un recyclage de la soude, relativement onéreuses.
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Procédé
organosolv
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Solubilisation et extraire la lignine et les
hémicelluloses dans
un solvant organique, et conduit à un
résidu solide de cellulose,
en présence de HCl ou H2SO4,
permet de récupérer la lignine,
mais reste plus
onéreuses.
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Procédés
d'oxydation
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Les hémicelluloses sont dégradées et la
cellulose reste intacte,
limitation de la production de composés
inhibiteurs, la grande
quantité d'ozone nécessaire rendant le
procédé trop onéreux
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Procédés
biologique
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Mettant en oeuvre des enzymes, peu de consommation
d'énergie, douce sur l'environnement. coût des enzymes
lignolytique élèves.
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Prétraitements physiques
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Prétraitements
mécaniques
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broyage mécanique, augmenter les surfaces accessibles,
énergie trop élevée pour une application industrielle.
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Thermolyse
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température < 300°C, décomposition de la
cellulose.
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Chapitre I Etude bibliographique
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Le choix du prétraitement est fortement dépendant
du substrat utilisé. Le procédé de prétraitement
universel et idéal n'existe pas.
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