Etudes et conception d’une bioraffinerie pour la production des biocarburants de seconde génération

Abstract

Les biocarburants de seconde génération issue de la biomasse lignocellulosique, tel que le bois, offrent une alternative énergétique intéressante aux carburants fossiles. La biomasse lignocellulosique est un substrat complexe composé essentiellement de la cellulose, les hémicelluloses et la lignine. Le procédé de production de bioéthanol de seconde génération se fait habituellement en quatre étapes principales: prétraitement, hydrolyse, fermentation et séparation. Dans ce travail, nous avons utilisé le logiciel CHEMCAD comme outil de simulation pour simuler et optimiser le processus d'hydrolyse enzymatique de la cellulose en glucose, et le processus de fermentation de ce dernier en éthanol. Les modèles cinétiques utilisés et les résultats de simulation obtenus ont été comparés à celle de l’expérience disponible dans la bibliographie. La production du bioéthanol peut se faire soit en SHF (hydrolyse et fermentation séparée) ou SSF (saccharification et fermentation simultanée) où les étapes d’hydrolyse et fermentation sont soient séparé ou non. Les résultats obtenus montrent la différence qui peut exister selon la méthode utilisée.

Liquid fuels (biofuels) of second generation from lignocellulosic materials, such as wood, offer an attractive to fossil fuel. Lignocellulosic biomass is a complex substrate, and essentially made of cellulose, hemicellulose and lignin. The process of second generation bioethanol production is usually done by four principal stages: pretreatment, hydrolysis fermentation and separation. In this work, we used Chemcad software for simulating and optimising of enzymatic hydrolysis process of cellulose to glucose, and fermentation process of glucose to ethanol. The kinetic models used and simulating obtained results were compared with bibliography experimental data. The bioethanol production can be done in (separate hyrolysis and fermentation) SHF or in (simultaneous saccharification and fermentation) SSF where the stages of hydrolysis and fermentation are separated or not. The obtained results show the difference which can exist according to the method used.