Prétraitements de La Biomasse Lignocellulosique [PDF]

Zitiervorschau

Prétraitements de la biomasse lignocellulosique Jean-Luc Wertz 9èmes Rencontres de la Biomasse

14 novembre 2012

PLAN 1 Transformation de la biomasse en énergie et en matériaux 1.1 La bioraffinerie 1.2 Voie biochimique 1.3 Voie thermochimique 2 Prétraitements 2.1 Prétraitements physiques 2.2 Prétraitements chimiques (p. ex. organosolv) 2.3 Prétraitements physico-chimiques (p. ex. steam explosion) 2.4 Prétraitements biologiques 2.5 Résumé

Définition Bioraffinage • Le bioraffinage est le processus durable de transformation de la biomasse en: 1. bioénergie (biocarburants, électricité, chaleur) 2. produits biobasés (alimentation, produits chimiques, matériaux) • Il vise à optimiser la valorisation de tous les composants de la plante

Raffineries de 1ère et 2ème génération • 1ère génération: raffinage à partir de biomasse alimentaire (canne à sucre, grains de maïs, huile végétale…) • 2ème génération: raffinage à partir de biomasse non alimentaire (résidus agricoles et forestiers, déchets municipaux…)

Raffinage du pétrole Pétrole

Carburants (énergie)

Molécules plateformes (pétrochimie)

Spécialités (lubrifiants…)

Raffinage de la biomasse Biomasse

Biocarburants (bioénergie)

Molécules plateformes (agro-bio chimie)

Spécialités (biolubrifiants…)

Procédés de transformation • Plateforme biochimique (3 étapes clés) - Prétraitement de la biomasse - Hydrolyse acide ou enzymatique - Fermentation

• Plateforme thermochimique (3 voies primaires) - Combustion - Gazéification - Pyrolyse & traitement hydrothermique

Hydrolyse enzymatique

Plateforme biochimique Défis - Prétraitement de la biomasse - Coût et efficacité des enzymes - Fermentation des sucres C5 and C6 - Valorisation de la lignine

Conversion thermochimique: voies primaires

Gazéification + Fischer-Tropsch - Conversion de la biomasse en gaz de synthèse ou syngas (H2 + CO) - Conversion du syngas par synthèse FischerTropsch en carburants liquides (BtL)

Synthèse Fischer-Tropsch

Vue schématique du rôle du prétraitement

Source: P. Kumar et al., 2009

Différentes catégories de prétraitement • Procédés physiques: broyage et radiations de haute énergie • Procédés chimiques faisant intervenir: - l’eau chaude liquide (traitement hydrothermique) - des acides - des bases - des solvants organiques (organosolv) - des agents oxydants - des liquides ioniques • Procédés thermochimiques: - explosion à la vapeur - prétraitements à l’ammoniac - explosion au CO2 - prétraitement mécanique/alcalin - torréfaction • Procédés biologiques

Traitement hydrothermique Prétraitement avec de l’eau liquide à haute température et pression

Source: N. Mosier et al., 2005

Traitement hydrothermique Performance: Forte élimination des hémicelluloses mais formation d’inhibiteur

Pilote de prétraitement hydrothermique chez Inbicon

Source: Inbicon

Hydrolyse à l’acide dilué ou concentré Acide dilué - Procédé continu à haute température (>160°C) pour les basses teneurs en solides - Procédé batch à basse température (