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Procédés de fractionnement de la matière végétale : application à la production des polysaccharides du son et de la paille de blé

Zeitoun, Rawan (2011) Procédés de fractionnement de la matière végétale : application à la production des polysaccharides du son et de la paille de blé. (Fractionation processes of plant material : application to the production of wheat bran and straw polysaccharides.)

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Abstract

Le son et la paille de blé, riches en hémicelluloses, sont deux co-produits de la récolte de blé, abondants et renouvelables, mais qui restent à mieux valoriser. Dans le but d'extraire ces hémicelluloses, possédant plusieurs propriétés intéressantes (filmogènes, épaississantes, émulsifiantes, stabilisantes…), un procédé de fractionnement a été élaboré. Ce procédé consiste, après extraction alcaline, en la purification des extraits hémicellulosiques obtenus. Deux techniques ont été appliquées : l'ultrafiltration et la chromatographie sur résine échangeuse d'anions. L'ultrafiltration a permis de concentrer les extraits d'hémicelluloses et de les purifier en éliminant dans le perméat la plupart des molécules contaminantes, essentiellement les sucres libres et les sels minéraux. Les principales limitations de cette étape étaient la viscosité des extraits et les phénomènes de polarisation de concentration et de colmatage des membranes. La percolation sur résine, quant à elle, a permis de décolorer les extraits et de produire des poudres d'hémicelluloses plus claires en fixant certaines molécules colorées telles que les molécules possédant des groupements phénoliques. La combinaison des deux techniques a permis de produire des hémicelluloses pures à 60%. L'extrapolation du procédé à l'échelle pilote par l'utilisation d'un extrudeur bi-vis a permis d'obtenir des poudres d'hémicelluloses pures à 40%. ABSTRACT : Wheat bran and wheat straw are two by-products abundant and renewable, rich in hemicelluloses, but still not well valued. In order to extract these hemicelluloses characterized by their several interesting properties (film-forming, thickening, emulsifying, stabilizing…), a fractionation process was developed. This process consisted, after alkaline extraction, to purify the hemicellulosic extracts obtained. Two techniques were used: ultrafiltration and chromatography on anion exchange resin. The ultrafiltration allowed to concentrate the extracts and to purify them by removing in the permeate, the contaminating molecules, mostly free sugars and minerals. The main limiting factors of this stage were the extracts viscosity and the fouling of the membranes. The percolation on the resin discoloured the extracts and allowed to produce hemicellulosic powders with lighter colours and that by capturing the coloured compounds such as molecules with phenolic groups. The combination of the two techniques allowed the production of purified hemicelluloses; the purity was about 60%. The extrapolation of the process at a pilot scale using a twin-screw extruder allowed to obtain hemicelluloses with a purity of 40%.

Department or laboratory:Laboratoire de Chimie Agro-Industrielle - LCA (Toulouse, France)
Directeur de thèse:Pontalier, Pierre-Yves
Uncontrolled Keywords:Son de blé - Paille de blé - Hémicelluloses - Extraction alcaline - Extrudeur bi-vis - Ultrafiltration - Chromatographie sur résine échangeuse d'anions - Précipitation éthanolique - Lyophilisation - Atomisation. KEYWORDS : Wheat bran - Wheat straw - Hemicelluloses - Alkaline extraction - Twin-screw extruder - Ultrafiltration - Chromatography on anion exchange resin - Ethanol precipitation - Freez drying - Spray drying
Subjects:Process engineering
Agro-industrial chemistry > Agro-industrial processes
Agro-industrial chemistry > Agricultural resources
Deposited On:06 May 2011

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