Etude multi-échelle de la récolte de Dunaliella salina - Développement d'un procédé d'autofloculation - flottation de microalgues

Multiscale study of Dunaliella salina harvesting - Implementation and optimization of a high-pH-induced flocculation-flotation process of microlagae

• Auteur / Autrice : Alexandre Besson
• Direction : Pascal Guiraud
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie des Procédés et de l'Environnement
• Date : Soutenance le 09/12/2013
• Etablissement(s) : Toulouse, INSA
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mécanique, énergétique, génie civil et procédés (Toulouse)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'ingénierie des systèmes biologiques et des procédés (Toulouse) - Laboratoire d'Ingénierie des Systèmes Biologiques et des Procédés [LISBP]
• Jury : Président / Présidente : Ligia Barna
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Pascal Guiraud, Davide Beneventi, Olivier Bernard, Dominique Legendre
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Patrick Bourseau, Koenraad Muylaert

Mots clés

Mots clés contrôlés

Dunaliella

Flottation

Floculation

Microalgues

Carotènes

Biocarburants

Mots clés libres

Récolte

Microalgues

Autofloculation

Flottation

Dunaliella salina

Harvest

Microalgae

Flocculation

Flotation

Dunaliella salina

Résumé

Il n’est pas constaté d’autofloculation naturelle dans les cultures hypersalines de D. salina. De plus, cette dernière ne flotte pas sans déstabilisation de la suspension. La floculation induite par augmentation du pH lors de l’ajout de soude a été choisie dans cette étude pour permettre la flottation. Des efficacités de récupération supérieures à 90% et des facteurs de concentration autour de 20 sont atteints. Un mécanisme d’autofloculation, avec précipitation de Mg(OH)2 est proposé pour expliquer la floculation par balayage de D. salina. L’influence du débit d’injection de soude ajoutée est aussi étudié pour anticiper les contraintes relatives à l’industrialisation du procédé. Ce débit n’a pas d’effet sur l’efficacité de récupération des algues et réduit le facteur de concentration seulement pour les injections abruptes.L’augmentation naturelle du pH de culture par l’intermédiaire de l’activité photosynthétique pourrait permettre de réduire le taux de base consommé. Les cellules non-récoltées restent en vie durant l’augmentation du pH et pourraient être utilisées comme inoculum d’une nouvelle culture.

Natural autoflocculation was not observed in a Dunaliella salina hypersaline culture and the microalgae did not float without destabilization of the algal suspension. High-pH-induced flocculation by sodium hydroxide addition was chosen to induce flotation. Recovery efficiencies greater than 90% and concentration factors of around 20 were reached. An autoflocculation mechanism, with precipitation of magnesium hydroxide, is proposed to explain a sweeping flotation of D. salina cells. The influence of the flow rate of sodium hydroxide addition was also studied to anticipate the constraints related to the industrialization of this process. The flow rate of sodium hydroxide addition had no effect on the recovery efficiency and reduced the concentration factor only for abrupt injections. Natural increase of culture pH by photosynthetic activity could reduce the amount of base consumed. Non-harvested cells remained viable during pH increase and could be used as inoculum for a new culture.