Thèse soutenue

Compréhension et maîtrise des mécanismes de l'extraction réactive de l'acide 3-hydroxypropionique au regard d'un procédé intégré couplant bioconversion et extraction
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Auteur / Autrice : Florian Chemarin
Direction : Violaine Athès
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Génie des procédés
Date : Soutenance le 21/11/2017
Etablissement(s) : Université Paris-Saclay (ComUE)
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Agriculture, alimentation, biologie, environnement, santé (Paris ; 2015-....)
Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : AgroParisTech (France ; 2007-....)
Laboratoire : Génie et Microbiologie des Procédés Alimentaires - GMPA
Jury : Président / Présidente : Dominique Pareau
Examinateurs / Examinatrices : Dominique Pareau, Michel Meyer, João Goulão Crespo, Marwen Moussa
Rapporteurs / Rapporteuses : Michel Meyer, João Goulão Crespo

Résumé

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L’acide 3-hydroxypropionique (3-HP) est une molécule plate-forme, particulièrement visée pour ses dérivés acrylés et les polyesters. Sa production par voie biotechnologique fait l’objet de nombreuses études, afin de les obtenir de manière biosourcée. Cependant, dans ces procédés, le 3-HP est dilué dans des milieux de fermentation contenant de nombreuses impuretés. De plus, l’accumulation de l’acide dans les milieux crée une forte inhibition sur les microorganismes producteurs. Nous proposons alors un procédé visant à extraire sélectivement le 3-HP du milieu de fermentation en même temps qu’il est produit afin de limiter son accumulation et de le purifier en continu. Les propriétés du 3-HP ainsi que les meilleures conditions de fermentation actuelles ont permis d’identifier l’extraction liquide-liquide réactive en contacteur membranaire comme une technique de choix. Nous avons tout d’abord élucidé le mécanisme réactionnel impliqué dans le système puis modélisé les équilibres associés afin de pouvoir prédire les rendements d’extraction en fonction de paramètres opératoires. Plusieurs méthodes de désextraction ont été testées, ce qui a permis de coupler les étapes d’extraction et de désextraction dans un procédé semi-continu mimant une production fermentaire. La modélisation dynamique de ce mode de fonctionnement a permis de prédire précisément les résultats expérimentaux. Les milieux ont alors été complexifiés afin de mieux représenter la réalité d’un milieu biologique en identifiant l’impact de chaque constituant.