Révolution de la fermentation ?
Les déchets deviennent des trésors : les biodéchets produisent de l'acétone et de l'isopropanol de grande valeur
Une équipe de chercheurs de l'université technologique de Delft (TU Delft), aux Pays-Bas, a fait un grand pas en avant vers la fermentation industrielle durable en dévoilant des avancées novatrices dans la purification de l'isopropanol et de l'acétone à partir de la fermentation de gaz résiduels. L'étude, publiée dans le Journal of Chemical Technology and Biotechnology de SCI, présente de nouveaux procédés qui promettent d'accroître l'efficacité et la viabilité de la production à grande échelle.
L'isopropanol et l'acétone représentent un marché mondial combiné de 10 milliards de dollars. Ces deux produits chimiques sont des solvants industriels importants et l'isopropanol a également des applications significatives en tant qu'ingrédient pharmaceutique en raison de sa faible toxicité. La production conventionnelle repose sur des méthodes dépendant du carbone fossile, qui deviennent de moins en moins favorables à mesure que des réglementations environnementales plus strictes sont mises en place.
Renverser la production conventionnelle
Un processus de fabrication prometteur et plus durable consiste à recycler les déchets industriels et le gaz de synthèse (un mélange de monoxyde de carbone et d'hydrogène qui peut être produit à partir de biodéchets) à l'aide de bactéries modifiées. LanzaTech, une société américaine de biotechnologie qui n'est pas liée aux recherches de la TU Delft, pilote actuellement cette méthode de fermentation du gaz de synthèse pour produire de l'isopropanol et de l'acétone.
Un obstacle potentiel à la mise à l'échelle de cette technologie survient au stade de la purification du produit ; les limitations de la méthode de fermentation signifient que les concentrations de produit sont faibles, ce qui se traduit par un bouillon de fermentation très dilué.
Anton A. Kiss, professeur de génie chimique et de biotechnologie à l'université technique de Delft et auteur correspondant de l'étude, explique : "Le défi consiste à éliminer une grande quantité d'eau par kilogramme de produit, sans coûts énergétiques élevés. Notre recherche a permis de relever ce défi en déterminant les conditions de fonctionnement optimales qui permettent une récupération importante de la chaleur du processus.
Des procédés en aval très efficaces
L'équipe s'est concentrée sur deux options pour la récupération initiale de l'isopropanol et de l'acétone : la distillation sous vide et la distillation de passage. La distillation sous vide a été étudiée en tant que méthode classique pouvant être utilisée pour la récupération des produits de fermentation volatils, tandis que la distillation en circuit fermé est une nouvelle méthode de séparation qui n'a jamais été appliquée à des mélanges complexes", a expliqué M. Kiss. Il a noté que la méthode de distillation en continu ne nécessite pas l'utilisation d'une réfrigération coûteuse, qui est nécessaire pour la distillation sous vide.
La conception réussie de procédés à l'échelle industrielle a permis d'obtenir de l'isopropanol et de l'acétone de grande pureté avec des taux de récupération supérieurs à 99,2 %. La recherche a révélé que tous les procédés proposés sont très compétitifs en termes de coût et d'impact sur l'environnement. En ce qui concerne l'intégration de ces procédés dans les installations industrielles, M. Kiss a déclaré : "En raison des différences possibles dans la disponibilité de l'électricité et des services de chauffage, la conception optimale du procédé doit être choisie en fonction de l'emplacement exact de l'usine.
Ouvrir la voie à une fermentation industrielle durable
Les nouveaux procédés de récupération de l'isopropanol et de l'acétone présentés dans cette étude marquent une avancée significative dans le domaine de la fermentation industrielle durable. L'équipe s'intéresse désormais à la purification d'autres produits chimiques de grande valeur. Kiss explique : "Nous concevons des processus de récupération de divers produits chimiques volatils à partir de bouillons de fermentation, afin de trouver des règles générales de conception. Nous travaillons sur des collaborations dans le cadre desquelles nous pouvons transférer nos connaissances à des entreprises qui peuvent mettre en œuvre ces conceptions dans l'industrie".
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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