Production d'acide lactique biosourcé par voie biologique : valorisation d'un lactosérum pour l'élaboration de produits industriels dans une démarche d'écoconception.

Production of biosourced lactic acid by biological means: valorisation of whey for the development of industrial products in an eco-design approach.

• Auteur / Autrice : Lauranne Collet
• Direction : Catherine Beal, Caroline Penicaud
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Génie des procédés
• Date : Inscription en doctorat le 02/01/2023
• Etablissement(s) : université Paris-Saclay
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Agriculture, Alimentation, Biologie, Environnement, Santé
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : SayFood - Paris-Saclay Food and Bioproduct Engineering
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Procédés microbiologiques, stabilisation, séparation
• Partenaire(s) de recherche : référent : AgroParisTech (France ; 2007-....)

Mots clés

Mots clés libres

Ecoconception

Biosourcé

Lactosérum

Fermentation

Acide lactique

Analyse de cycle de vie

Eco-design

Biosourced

Whey

Fermentation

Lactic acid

Life cycle assessment

Résumé

Le projet de thèse vise à éco‐concevoir un itinéraire technologique ayant une empreinte environnementale réduite par rapport à l'existant, pour valoriser le coproduit d'une entreprise A en produisant par voie microbienne de l'acide lactique sous forme diluée qui sera incorporé dans des produits détergents élaborés par une autre entreprise B. Actuellement, l'entreprise A valorise son coproduit en l'envoyant vers une entreprise C qui assure sa déshydratation, générant un coût environnemental lié au transport du coproduit et aux consommations d'énergie. De son côté, l'entreprise B se fournit en acides organiques commerciaux arrivant par camions et générant des émissions de gaz à effet de serre, et utilise de l'eau pour les diluer avant de les formuler. Les deux entreprises étant situées à 1 km l'une de l'autre, l'itinéraire technologique envisagé consistera à collecter une partie du coproduit de l'entreprise A afin de le transformer en solution d'acide lactique directement diluée, grâce à une succession d'étapes, éventuellement couplées, incluant une hydrolyse enzymatique, une fermentation et des étapes aval de concentration et de purification. Les propriétés de la solution d'acide lactique obtenue seront finalement évaluées dans les formulations de l'entreprise B. La thèse portera sur l'évaluation et la comparaison de l'impact environnemental de différents itinéraires technologiques potentiels, visant à concurrencer le procédé actuel qui pose des problématiques environnementales sur le plan des distances de transport, des dépenses énergétiques et des prélèvements d'eau. Une part importante du travail portera sur des analyses de cycle de vie (ACV) afin de comparer l'empreinte environnementale des procédés éco‐conçus à celle du procédé actuel. Cette comparaison permettra de quantifier les bénéfices environnementaux de l'itinéraire écoconçu ainsi que d'orienter les choix technologiques de ce nouvel itinéraire. L'une des originalités de la thèse portera ainsi sur la comparaison des ACV d'un itinéraire existant, sur lequel on peut faire des mesures, avec celles de possibles itinéraires, pour lesquels les données ne sont pas encore disponibles.

The aim of the thesis project is to eco-design a technological itinerary with a reduced environmental footprint compared to the existing one, in order to valorize the co-product whey of a dairy company A by producing lactic acid by fermentation in diluted form by microbial means, which will be incorporated into detergent products produced by another company B. At present, the dairy company A valorizes its whey by sending it to a company C which ensures its dehydration, thus generating an environmental cost linked to the transport of the co-product and to energy consumption. Company B, on the other hand, supplies itself with commercial organic acids arriving by truck and generating greenhouse gas emissions, and uses water to dilute the organic acids before formulating them. The two companies being located 1 km from each other, the technological route envisaged will consist in collecting part of the co-product from company A to transform it into a directly diluted lactic acid solution, thanks to a succession of steps, possibly coupled, including enzymatic hydrolysis, fermentation concentration and purification steps. The properties of the lactic acid solution obtained will finally be evaluated in the formulations of detergents of company B. The thesis will evaluate and compare the environmental impact of different potential technological routes, aiming to compete with the current process which generates environmental problems in terms of greenhouse gas emissions due to transport, energy expenditure and water abstraction. An important part of the work will involve life cycle assessments (LCA) to compare the environmental footprint of the eco-designed processes with that of the current process. This comparison will make it possible to quantify the environmental benefits of the eco-designed route and to guide the technological choices of this new route. One of the original features of the thesis will be the comparison of the LCA of an existing route, on which measurements can be made, with those of possible routes, for which data are not yet available.