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Matières premières cellulosiques pour Ethanol

Les matières premières cellulosiques étant plus difficiles à décomposer en sucres fermentables que l’amidon et les matières premières à base sucrée, la conversion biochimique cellulosique (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 traversées.  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 essentiels 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.

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