Production de biodiesel à partir d'une huile modèle de microalgues par voie de catalyse enzymatique hétérogène

Abstract

Le biodiesel, considéré comme une solution pour remplacer le pétrodiesel est un sujet de recherche mondial. Un des principaux problèmes associés au développement industriel du biodiesel est la source de matière première ainsi que le procédé de transformation. Ainsi, la présente étude a pour but de trouver une source de matière première durable pour la production industrielle de biodiesel et de déterminer le procédé de transformation de la matière première, le plus approprié, ainsi que les meilleures conditions opératoires. Durant la première étape de ce projet, une source de matière première durable a été sélectionnée : les microalgues. Le procédé de transformation étudié est la transestérification enzymatique. L’huile d’olive, huile ayant une composition en acides gras similaires à celle de l’huile de la microalgue Chlorella protothecoides, a été choisie pour effectuer les réactions. Pendant la deuxième étape, le procédé de standardisation de la réaction (bioréacteur de 5 mL) consistait à faire varier : le type de catalyseur (lipases de Candida antarctica (Novozym® 435) et de Thermomyces lanuginosus (TL I150)), la concentration du catalyseur (7 à 14 % m/mhuile), la température de réaction (25 à 50 °C) et le ratio molaire alcool:huile (3:1 à 4:1) ; la vitesse d’agitation étant de 150 rpm pour toutes les réactions. Des techniques d’optimisation telle que la preincubation de l’enzyme ont été également essayées. Le rendement en esters alkyliques de la réaction de transestérification enzymatique de l’huile en fonction du temps est la variable de contrôle pour toutes les réactions. La standardisation des variables du procédé a été faite en fonction de la réduction du temps de réaction et du rendement en esters alkyliques. Un rendement élevé en esters alkyliques de 92 % (m/m) a été obtenu sous les conditions opératoires suivantes : une concentration de catalyseur (TL I150) de 7 % (m/mhuile), une température de réaction de 25 °C, un ratio molaire alcool:huile de 3:1 et un temps de réaction de 4 h ; la lipase a été preincubée pendant 6 h avant la réaction de transestérification. Le temps de réaction, un des paramètres importants lors du procédé de standardisation des variables, a été réduit de 24 à 4 h. Un autre paramètre significatif de la réaction est la température : une température de 25 °C a été utilisée; cette température de réaction est faible et rend le procédé au niveau industriel plus attrayant.