Ethanol de 2ème génération, lignine et dérivés de cellulose

DSEC se concentre sur le développement des fournisseurs de technologies dans le domaine des sucres fermentescibles 2G en complément des installations 1G existantes ou Greenfield, sur base de ces principales étapes de procédés :

• Prétraitement de la biomasse
• Hydrolyse enzymatique
• Traitement de la lignine.

Les sucres C5 et/ou C6 peuvent être convertis par fermentation ou catalyse en divers produits alors qu’aujourd’hui la principale application à l’échelle industrielle est la production de bioéthanol, un biocarburant de pointe.

La cellulose séparée/non convertie gagne de nos jours de plus en plus d’attrait pour l’utilisation de MCC ou NCC (cellulose micro ou nano cristalline).

A partir de la fraction de lignine, divers produits à valeur ajoutée peuvent également être fabriqués tels que les aromatiques, par exemple.

Les matières premières cellulosiques étant plus difficiles à décomposer en sucres fermentescibles que l’amidon et les matières premières à base de sucre, la conversion biochimique (technologie du bioéthanol de 2e génération (2G)) nécessite des étapes supplémentaires aux traitements traditionnels : prétraitement de la biomasse et hydrolyse de cellulose.

Pour décomposer la cellulose – principale source de sucre dans la biomasse fibreuse – l’hémicellulose et la lignine qui entourent la cellulose dans une gaine protectrice doivent pouvoir être découpées. L’approche globale pour convertir le matériel cellulosique en éthanol est le prétraitement pour donner accès aux enzymes et permettre l’hydrolyse de la biomasse et la fermentation des sucres, suivie de la récupération et de la purification de l’éthanol ainsi que du traitement des résidus.

Des acides peuvent décomposer les longues chaînes en hémicellulose et cellulose pour libérer les sucres contenus dans ces matériaux par des réactions d’hydrolyse. Grâce à leur grande spécificité, les enzymes connues sous le nom de cellulase permettent d’obtenir des rendements plus élevés en glucose à partir de la cellulose et sont souvent préférées.

Comme pour survivre dans la nature, la biomasse cellulosique a développé une structure qui résiste à l’attaque enzymatique; elle doit d’abord être prétraitée pour mieux exposer la cellulose aux enzymes. Au fil des ans, des prétraitements biologiques, chimiques, mécaniques, physiques et thermiques ont été expérimentés mais actuellement, seules les méthodes qui traitent la biomasse à des températures d’environ 80 à 200 °C avec un ou plusieurs produits chimiques ont été en mesure de démontrer des rendements élevés en sucre nécessaires à la viabilité économique de l’opération. Les principales options de prétraitement thermo chimique utilisent l’acide sulfurique dilué, l’expansion des fibres à l’ammoniac (AFEX), le pH neutre et la chaux, bien que le choix dépende de nombreux facteurs, tels que la nature du substrat, les enzymes et les organismes et d’autres détails du procédé.

L’expertise de DSEC dans le domaine peut guider les fournisseurs de technologie et les investisseurs sur le chemin allant de l’expérimentation aux réalisations industrielles avec tous les off-sites correspondants.