Optimisation de la bioproduction d'éthanol par valorisation des refus de l'industrie de conditionnement des dattes

Optimization of ethanol bioproduction by valorization refusal of dates packing industry

• Auteur / Autrice : Sofien Chniti
• Direction : Abdeltif Amrane, Hayet Djelal
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance le 09/07/2015
• Etablissement(s) : Rennes 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la matière (Rennes ; 1996-2016)
• Partenaire(s) de recherche : PRES : Université européenne de Bretagne (2007-2016)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut des Sciences Chimiques de Rennes

Mots clés

Mots clés contrôlés

Recyclage

Déchets d'emballage

Conditionnement

Dattes

Bioéthanol

Mots clés libres

Bioéthanol

Valorisation biomasse

Fermentation

Levures

Souches osmotolérantes

Bioethanol

Biomass valorization

Fermentation

Yeasts

Osmotolerant strains

Résumé

Les unités de conditionnement des dattes génèrent des quantités importantes de déchets issues des écarts de triage. Cette biomasse, considérée jusqu'alors comme un déchet avec un impact sur l'environnement peut être transformée en produit à haute valeur ajouté. La valorisation des sous-produits de l'industrie des dattes en biocarburant s'inscrit dans une démarche économique et environnementale. Mais les fortes teneurs en sucres dans les sirops de dattes induisent une forte pression osmotique qui limite la capacité fermentaire des micro-organismes tel que Saccharomyces cerevisiae. Ceci nous a conduit à utiliser des souches osmotolérantes comme Zygosaccharomyces rouxii et Candida Pelliculosa. Différents essais ont été menés dans des milieux de culture à base de sirop de dattes, à différentes teneurs en sucres, en milieu discontinue et parfaitement agité. Les essais menés dans un milieu de culture à base de jus de dattes à 17,4 °Brix, conduisent à la production d'éthanol aux concentrations de 63 g L-1, 41 g L-1 et 33 g L-1 respectivement pour les levures Saccharomyces cerevisiae, Candida Pelliculosa et Zygosaccharomyces rouxii. Les essais menés dans le milieu à 35,8 °Brix (milieu de culture se rapprochant le plus des sirops de dattes brutes) montrent que la croissance des levures Saccharomyces cerevisiae et Candida Pelliculosa est inhibée par la pression osmotique élevée causée par la haute concentration en sucres. Seule la levure xérotolérante Zygosaccharomyces rouxii s'est adaptée au milieu en produisant 55 g L-1 de bioéthanol. La souche isolée des sous-produits de des dattes comme étant un Bacillus amyloliquifaciens est une souche allochtone capable de se developper dans un milieu hyper-osmotique et convertir les trois sucres (glucose, fructose et saccharose) en éthanol, contrairement à Z. rouxii qui est une souche fructophile. Le rendement en éthanol de B. amyloliquefaciens pour le milieu M-S175 est de 0,45 g.g-1, bien supérieur à ceux de S. cerevisiae, C. pelliculosa et Z. rouxii qui donnent respectivemnt 0,38, 0,29 et 0,34 g.g-1. En produisant 90 g.L-1 d'éthanol pour le milieu M-S350, B. amyloliquefaciens nous semble prometteuse pour valoriser un substrat très riche en sucres fermentescible.

Conditioning unit's dates generate large amounts of wastage after sorting. This biomass, previously regarded as waste product with a high impact on the environment can be transformed into a highly valued product. The use of by-products of date fruit into biofuel industry is a part of an environmentaly friended economic process. But high levels of sugars in the syrups of dates induce high osmotic pressure which limits the ability of fermentative microorganisms such as Saccharomyces cerevisiae. This led us to use osmotolerant strains, Zygosaccharomyces rouxii and Candida pelliculosa. Various tests were conducted in culture media containing date juice at different levels in sugars, and perfectly stirred in batch conditions. The tests performed in a culture medium based on date juice at 17.4 ° Brix, led to the production of 63 g L-1, 41 g L-1 and 33.1 g L-1 of ethanol for the yeasts Saccharomyces cerevisiae, Candida pelliculosa and Zygosaccharomyces rouxii, respectively. Tests conducted at 35.8 °Brix (culture medium close to syrup raw dates) show that the growth of yeast Saccharomyces cerevisiae and Candida pelliculosa is inhibited by high osmotic pressure caused by the high concentration of sugars. Only the xerotolerante yeast Zygosaccharomyces rouxii is adapted to the environment and produced 55 g L-1 of bioethanol. The strain isolated from by-products of dates, identified as bacillus amyloliquefaciens, is able to develop in a hyper-osmotic environment and convert the three sugars (glucose, fructose and sucrose) into ethanol, unlike Z. rouxii which is a fructophilic strain. The yield of ethanol for the M-S175 is 0.45 g.g-1, higher than those of S. cerevisiae, C. pelliculosa and Z. rouxii which give respectivemnt 0.38, 0.28 and 0.34 g.g-1. By producing 90 g.L-1 of ethanol for M-S350, B. amyloliquefaciens seems promising to valorize a very rish substrate in fermentable sugars.