Assas Recherche | Études expérimentales et modélisation du fractionnement hydrothermal des sous-produits de l'huile de palme pour la production de bioéthanol

Études expérimentales et modélisation du fractionnement hydrothermal des sous-produits de l'huile de palme pour la production de bioéthanol (Document en Anglais)

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Version :

Thèse avec 2 versions : seule la version intégrale est proposée ; sur authentification (communication intranet).

Informations sur les contributeurs

Auteur : Priadi Hasbi

Priadi, Hasbi

Nom

Priadi

Prénom

Hasbi

Nationalité

Français

Date de soutenance : 25-06-2024

Directeur(s) de thèse : Andres Yves

Andres, Yves

Nom

Andres

Prénom

Yves

- Purwanto Widodo Wahyu

Purwanto, Widodo Wahyu

Nom

Purwanto

Prénom

Widodo Wahyu

Etablissement de soutenance : Ecole nationale supérieure Mines-Télécom Atlantique Bretagne Pays de la Loire

Ecole nationale supérieure Mines-Télécom Atlantique Bretagne Pays de la Loire

Nom

Ecole nationale supérieure Mines-Télécom Atlantique Bretagne Pays de la Loire

- Universitas Indonesia

Universitas Indonesia

Nom

Universitas Indonesia

Laboratoire : Valorisation Energie-matière des Résidus et Traitement des Emissions

Valorisation Energie-matière des Résidus et Traitement des Emissions

Nom

Valorisation Energie-matière des Résidus et Traitement des Emissions

- Génie des Procédés Environnement – Agroalimentaire (GEPEA) (Saint-Nazaire)

Génie des Procédés Environnement – Agroalimentaire (GEPEA) (Saint-Nazaire)

Nom

Génie des Procédés Environnement – Agroalimentaire (GEPEA) (Saint-Nazaire)

Ecole doctorale : École doctorale Sciences pour l'ingénieur et le numérique

École doctorale Sciences pour l'ingénieur et le numérique

Nom

École doctorale Sciences pour l'ingénieur et le numérique

Informations générales

Discipline : Génie des procédés et bioprocédés
Classification : Sciences de l'ingénieur

Mots-clés libres : Processus hiérarchique analytique, Inhibition de la fermentation, Analyse économique, Fractionnement hydrothermal, Sous-produits de l'huile de palme, Simulation de processus, Bioéthanol de deuxième génération
Mots-clés :

Bioéthanol
Huile de palme
Sous-produits
Économétrie
Séparation (technologie)

Résumé : Cette recherche étudie de manière approfondie les aspects de modélisation, de simulation et d'expérimentation du fractionnement hydrothermal pour la production de bioéthanol de deuxième génération à partir de sous-produits de l'huile de palme. Le processus de hiérarchie analytique (AHP) est utilisé pour sélectionner les types de déchets d'huile de palme les plus appropriés comme matières premières de la biomasse, en utilisant des comparaisons par paires pour obtenir le poids de l'importance dans les critères de décision et les mesures de performance relatives. La composante simulation se concentre sur l'évaluation des performances techniques par le biais de la simulation de processus avec Aspen Plus™, la réalisation d'une évaluation de l'impact environnemental via un cadre d'analyse du cycle de vie (ACV), et la réalisation d'une analyse économique en utilisant l'approche des coûts nivelés. En complément des efforts de simulation, des études expérimentales sont menées pour optimiser les conditions d'hydrolyse à l'eau sous-critique (SWH) afin de maximiser le rendement en sucre réducteur des frondes de palmier à huile, permettant ainsi des études de fermentation ultérieures et l'exploration des phénomènes d'inhibition ayant un impact sur la performance de la fermentation. Compte tenu de leur disponibilité, de leur coût de production et de leur potentiel de rendement, les régimes de fruits vides (EFB) sont considérés comme les options les plus prometteuses pour la production d'éthanol lignocellulosique. Les résultats techniques de la simulation révèlent que la voie de l'hydrolyse hydrothermale catalytique (CHH) est la plus favorable à la production de bioéthanol, affichant le rendement d'éthanol le plus élevé à 273 L/tonne de PTF sec et un rapport énergétique net (NER) substantiel de 2,2, surpassant les voies de l'eau supercritique (SCW) et du dioxyde de carbone supercritique-eau (scCO2-H2O). En outre, la voie CHH présente une empreinte carbone plus faible de 61 g de CO2 par MJ d'un point de vue environnemental et est économiquement compétitive, avec un coût de production d'éthanol de 1,11 dollar/L, comparable au processus d'hydrolyse enzymatique. Les études expérimentales sur le prétraitement du CES révèlent que le rendement en sucre réducteur total (SRT) était de 13 % à une température de 180 °C, mais qu'il diminuait fortement pour atteindre environ 3 % à des températures plus élevées de 195 °C et 210 °C, ce qui indique une dégradation de l'hémicellulose en sous-produits inhibiteurs. Ces sous-produits inhibiteurs ont eu des effets distincts sur les performances de fermentation de Pichia stipitis (P. stipitis) et de Saccharomyces cerevisiae (S. cerevisiae), les inhibiteurs rendant P. stipitis incapable de produire de l'éthanol à partir de la xylose, tandis que la production d'éthanol par S. cerevisiae était retardée de 4 jours et que la conversion du glucose était réduite à 70 % par rapport à une fermentation non inhibée. Les résultats mettent en évidence le potentiel de la voie CHH pour une production efficace de bioéthanol, tout en identifiant les principaux défis et opportunités pour l'optimisation du processus et les stratégies d'atténuation des inhibiteurs.

Informations techniques

Type de contenu : Text
Format : PDF

Informations complémentaires

Entrepôt d'origine :

STAR : dépôt national des thèses électroniques françaises

Identifiant : 2024IMTA0414
Type de ressource : Thèse