Bioraffinerie intégrée : sucres et fibres cellulosiques - 4FME3063

Objectif(s)

Acquis de l'apprentissage :

• Mettre en œuvre différents procédés de bioraffinerie : hydrolyse des sucres, délignification, désencrage
• Analyser le bois et les celluloses produites par les procédés (bioraffinerie, désencrage)
• Connaître les propriétés des celluloses produites : degré de polymérisation, blancheur, caractéristiques morphologiques et physiques des fibres de cellulose, quantification de lignine résiduelle, quantification d'encre résiduelle
• Faire des bilans matière sur les différentes biomasses végétales et sur les flux matière dans les différents procédés
• Comprendre la valorisation des sucres et des celluloses et la conception des bioraffineries intégrées

Contenu(s)

Découverte concrète la bioraffinerie intégrée via la réalisation au laboratoire d’expérimentations (mise en œuvre de procédés et caractérisation des fibres et bioproduits obtenus)

• mise en œuvre de différents procédés de bioraffinerie: hydrolyse des sucres, délignification, désencrage
• analyse des sucres monomères et oligomères
• caractérisation des celluloses produites : degré de polymérisation, blancheur, caractéristiques morphologiques et physiques des fibres de cellulose, quantification de lignine résiduelle
• réalisation de bilans matières sur les différentes biomasses végétales
• réflexions sur la valorisation des sucres et des celluloses et sur la conception des bioraffineries intégrées

Séance 1 : présentation de l’option
Séance 2 : préhydrolyse de résineux ; récupération du bois pré hydrolysé et des filtrats d’hydrolyse
Séance 3 : cuisson soude du bois pré hydrolysé et bu bois non préhydrolysé ; dosage de la liqueur blanche
Séance 4 : récupération des fibres écrues et de la liqueur noire ; rendement, facteur H, AE, …
Séance 5 : cinétique de désencrage ; récupération des mousses et des fibres
Séance 6 : caractérisation morphologique et physique des fibres issues de la cuisson, avec ou sans préhydrolyse du bois, des fibres issues du désencrage, des mousses issues du désencrage

Séance 7 : hydrolyse secondaire des filtrats d’hydrolyse et hydrolyse des fibres sortie désencrage pour analyse des sucres (l’analyse des sucres sur le filtrat de la pré-hydrolyse, sur le filtrat de l’hydrolyse secondaire et sur le filtrat de l’hydrolyse des fibres désencrées sera réalisée par l’équipe BIOCHIP et les résultats communiqués aux Etu)

Séance 8 : indice kappa et holocelluloses des deux pâtes sortie cuisson
Séance 9 : suite de la caractérisation des fibres, avec en plus les deux pâtes blanchies (sortie holocellulose)
Séance 10 : degré de polymérisation viscosimétrique de la cellulose sur les deux pâtes sortie cuisson
Séance 11 : suite et fin de la caractérisation des fibres

Cours de chimie de la biomasse végétale (Pagora 1ère année, S5)
Cours de bioraffinerie-bioproduits (Pagora 2ème année, S7)
Cours de fibres cellulosiques de récupération (Pagora 2eme année, S7)
Cours de génie de la fabrication des pâtes cellulosiques (Pagora 2eme année, S7)
Cours et TP de physique du papier (Pagora 2ème année, S7)
Cours de microscopie appliquée à l’étude des biomatériaux (Pagora 1ère année, S5)