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Microalgae biorefinery: proposition of a fractionation process

Safi, Carl (2013) Microalgae biorefinery: proposition of a fractionation process. (Bioraffinage des microalgues : proposition d’un procédé de fractionnement.)

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Prix Léopold Escande 2014 (en savoir plus)

Résumé

Le concept d’une algoraffinerie primaire traitant les principaux composants de microalgues (lipides, protéines, glucides et pigments) a été étudié. Une séquence d'opérations unitaires a été mis en œuvre afin d'obtenir des fractions enrichies de ces biomolécules tout en conservant leur integrité dans le procédé en aval. L'étude a été principalement centrée sur Chlorella vulgaris, une espèce connue pour sa paroi cellulaire rigide. La majorité de la fraction lipophile (lipides et pigments) a été récupérée en utilisant du dioxyde de carbone supercritique avec de l'éthanol en tant que co-solvant, sans opération unitaire de cassage cellulaire préalable. La fraction hydrophile (protéines et polysaccharides) a été récupérée dans la phase aqueuse après broyage à billes comme méthode de cassage cellulaire. Par la suite, la phase aqueuse a été séparée en trois fractions par un procédé d'ultrafiltration en deux étapes. Ainsi, les amidons, les pigments, les protéines et les sucres ont été séparés les uns des autres avec succès. Une analyse du cycle de vie sera nécessaire pour estimer le coût et la durabilité du procédé de fractionnement. ABSTRACT : A primary algorefinery, concept that deals with the main components of microalgae (lipids, proteins, carbohydrates and pigments), has been studied. A sequence of unit operations has been implemented in order to obtain separated enriched fractions of these biomolecules by conserving their integrity in the downstream process. The study was mainly centred on Chlorella vulgaris, a species known for its rigid cell wall. Most of the lipophilic fraction (lipids and pigments) was recovered using supercritical carbon dioxide with ethanol as a co-solvent, without a preliminary unit operation of cell disruption. The hydrophilic fraction (proteins and polysaccharides) was recovered in the aqueous phase after bed milling as cell disruption method. Subsequently, the aqueous phase was fractionated into three fractions by means of a process of two-stage ultrafiltration. Thus, starches, pigments, proteins and sugars were successfully separated from each other. A life cycle assessment will be necessary to estimate the cost and the sustainability of the fractionation process.

Département ou laboratoire:Laboratoire de Chimie Agro-Industrielle - LCA (Toulouse, France)
Directeur de thèse:Vaca-Garcia, Carlos et Pontalier, Yves
Mots-clés:Bioraffinerie - Microalgues - Fractionnement - Ultrafiltration - Cassage cellulaire - Facteur de conversion azote-protéines - Chlorella vulgaris. KEYWORDS : Biorefinery - Microalgae - Fractionation - Ultrafiltration - Cell disruption - Nitrogen-to-protein conversion factor - Chlorella vulgaris
Sujets:Génie des procédés > Génie des procédés et environnement
Déposé le:24 Avril 2014

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