Hydrolyse enzymatique de substrats dérivés des traitements thermomécaniques en phases aqueuse et solvolytique : les procédés UDES-FSH

Abstract

Pour augmenter le rendement de l'hydrolyse enzymatique d'un matériel lignocellulosique, un prétraitement thermo-mécano-chimique dans lequel l'on force le passage rapide d'une pâte concentrée (10-14%) à travers une vanne d'homogénéisation, permet non seulement d'améliorer substantiellement le rendement de la saccharification, mais également la récupération des différentes composantes, cellulose, hémicellulose et lignine, toutes trois susceptibles d'une valorisation ultérieure. Ce procédé, où les paramètres opérationnels peuvent être contrôlés avec précision, offre une grande flexibilité au niveau des modifications de l'ultrastructure du substrat selon les objectifs désirés. Un bois de peuplier, Populus Deltoïdes, traité à deux niveaux de sévérité opératoire en l'absence d'acide minéral, s'est révélé plus susceptible à l'hydrolyse enzymatique en présence d'une cellulase, Trichoderma Reesi (à laquelle on a ajouté une cellabiase) qu'une à cellulose commerciale ( 83, 7 ± 4,8% vs 76,2 ± 1,8% respectivement) après 48 heures d'hydrolyse, lorsque les conditions d'opération étaient les plus sévères. L'addition d'un solvant (éthylène glycol) pendant le prétraitement a permis la délignification presque totale de Populus Deltoïdes, et durant l'hydrolyse enzymatique du résidu solide, une production de glucose équivalant celle du potentiel de ce substrat a pu être observée. Deux autres substrats (tiges de maïs et Populus Trémuloïdes) ont été soumis à l'action de ce même prétraitement (sans acide et sans solvant). Le résidu solide et les produits de conversion ont servi tour à tour de substrat à une hydrolyse enzymatique, et bien que cette partie n'ait pas été aussi bien développée que nous l'aurions espéré, il paraît évident que l'approche séquentielle de ce procédé de prétraitement permet la valorisation du résidu solide (cellulose, et des produits de conversion, hémicellulose) puisque l'hydrolyse enzymatique avec une hémicellulase a rendu possible une production de sucres (équivalent xylose) qui reste à évaluer en pourcentage. La récupération de la lignine (partie qui n'est pas traitée ici) est également possible à partir des produits de conversion obtenus par solvolyse.