XVI èmes Journées Scientifiques Annuelles de la SOACHIM

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1 XVI èmes Journées Scientifiques Annuelles de la SOACHIM
Août 2015, Abidjan – Côte d’Ivoire Performance de trois souches de Saccharomyces cerevisiae dans la production de bioéthanol à partir de la pomme cajou Virginie Gbohaïda, Issiakou Mossi, Euloge S. Adjou, C. Pascal Agbangnan D., Dominique C. K. Sohounhloué Laboratoire d’Etude et de Recherche en Chimie Appliquée Ecole Polytechnique d’Abomey-Calavi, Université d’Abomey-Calavi, Bénin, 01 BP : 2009 Cotonou Correspondance : Tel. : (00229) ; 03 BP 3908 Cotonou

2 Plan Introduction Objectifs Matériel et méthodes
Résultats et discussion Conclusion et perspectives

3 I. Introduction (1/3) Réserves en pétrole brut et capacités de raffinage limitées Cot, 2006 Changements climatiques, offrent d’excellentes perspectives au bioéthanol Bioéthanol, matières biologiques renouvelables, Principale source d’énergie dans les transports Novidzro, 2013

4 I. Introduction (2/3) Au Bénin, l’anacarde est l’un des principaux produits agricoles d’exportation après le coton Karuppaiya, 2010 Cependant, en dehors de la noix, les autres sous-produits comme les pommes sont peu valorisés Aboh, 2011 Dans l'industrie des noix de cajou, la pomme est souvent rejetée dans la nature Mohanty et al., 2005 ; Santos et al., 2007

5 I. Introduction (3/3) Possibilités de valorisation énergétique de la biomasse Solution de choix pour l’utilisation des produits agricoles de faible valeur commerciale Mohanty et al., 2006 ; Santos et al., 2007 Conversion des déchets de fruits en produits utiles comme le bioéthanol. Itelima et al., 2013

6 Evaluation de la potentialité biocarburant
II. Objectifs Evaluation de la potentialité biocarburant de la pomme cajou Evaluer l’effet de l’apport de ferment sur la cinétique de fermentation, Déterminer l’influence de l’apport de nutriment sur la cinétique de fermentation, Identifier des facteurs cinétiques améliorant la production éthanolique

7 III- Matériel et Méthodes (1/3)
Matériel végétal Photo 1. Variétés ( jaune et rouge) de pomme cajou au Bénin Lieu: Centre (Bantè, Tchêti Doumè) du Bénin. Conditionnement : Congélateur (-10°C) en attente d’utilisation. Le jus extrait constitue le substrat sucré de fermentation.

8 III- Matériel et Méthodes (2 /3)
Matériel biologique Trois souches lyophilisées de Saccharomyces cerevisiae « Angel Yeast Co., Ltd. [Hubei, China (Mainland)] ». S1 : Angel brand super alcohol, S2 : Angel super alcohol, S3 : Angel brand Thermal-tolerant alcohol. L’urée

9 III- Matériel et Méthodes (3/3)
Fermentation en mode batch Ben Chaabane, 2008 Paramètres cinétiques: Taux de matières sèches solubles (Brix), pH A.O.A.C Taux d’amélioration de rendement de fermentation (TAR) et Atténuation limite (AL) Novidzro, 2013 Distillation (79°C en tête de colonne) Taux d’alcool: pycnométrie A.O.A.C.

10 IV- Résultats et discussion (1/5)
Rendement d’extraction et bioconversion des jus obtenus Condition de Fermentation : qualité et nature du milieu de culture utilisé Tableau 1 : Rendement et caractéristiques physico-chimiques des jus obtenus Variété de pomme cajou Jaune Rouge Rendement en jus (%) 87,25±4,14 80,90±3,53 pH 4,40 ± 0,01 4,43 ± 0,01 Sucres totaux (g/kg) 15,64 ± 3,30 23,66 ± 1,89 Brix (°Bx) 10,50 ± 0,26 12,63 ± 0,06 Fort rendement d’extraction : pomme jaune Rouge : substrat plus sucré ceci détermine leur choix pour la production de bioéthanol. pH conforme 4,5±0,2  Jones et al., 1981

11 IV- Résultats et discussion (2/5)
Etude cinétique de la fermentation des moûts Evolution du taux de matière sèche soluble (Brix) 4 jours, stabilisation du brix ; Arrêt de fermentation/spontanée (6jrs), Réduction du brix surtout des moûts +urée/ S2 et S3. N: non enrichi E: enrichi Fig 1. Evolution du brix de moût de pomme jaune en fermentation Fig 2. Evolution du brix de moût de pomme rouge en fermentation Novidzro et al.,2013 – Sucrose enrichi

12 IV- Résultats et discussion (3/5)
Evolution du pH Production de CO2 ou des composés acides par les levures pendant la fermentation. Novidzro, 2013 Le CO2 peut être dissous dans le milieu liquide sous forme d’acide carbonique (H2CO3) Garcia-Gonzalez et al.,2007 Fig 3. Variation du pH de moût de pomme jaune Fig 4. Variation du pH de moût de pomme rouge

13 IV- Résultats et discussion (4/5)
Quantification du taux d’éthanol Tableau 2 : Degré alcoolique des distillats obtenus Souche Pomme jaune Pomme rouge Non enrichi Enrichi Témoin 26,24 20,48 S1 36,49 44,97 40,27 42,74 S2 30,74 34,12 25,71 34,05 S3 31,75 36,22 35,26 47,26 Les distillats de moûts enrichis ont présenté les taux d’éthanol les plus élevés Ajout de souche/ nutriment efficacité de la cinétique de fermentation S1, S3 : meilleure performance de bioconversion éthanolique /jus de pomme cajou Gnikpo, 2013 : 41,71 à 53,51% - pomme cajou/vin de palme (1%) Novidzro, 2013 : efficacité de ces souches - agro-ressources sucrières/sucrose

14 IV- Résultats et discussion (5/5)
Etude de la performance des souches Tableau 3 : Résultats d’atténuation limite des pommes de cajou Souche Pomme jaune Pomme rouge Non enrichi Enrichi Témoin 68,75 66,26 66,95 S1 71,09 66,41 70,55 66,10 S2 69,53 71,88 69,33 64,41 S3 72,66 68,71 65,25 Figure 5 : Effet de l’apport de nutriment sur le rendement de production éthanolique Valeurs : 64,41% à 72,66% meilleures conditions des milieux de culture/pH requises L’apport de nutriment améliore le rendement de production. Al-Obaidi, 1987 : Meilleures conditions pH: 4-5 à 30°C Du Preez, 1994 : Productivités et rendements en éthanol maximaux Cot, 2006 : Eviter des contaminations ou des réactions parasites dues à la présence d’autres microorganismes comme les bactéries.

15 V- Conclusion et perspectives
Fermentation réalisée en présence de souches sélectionnées plus efficace que celle spontanée. Fermentation alcoolique des moûts de pomme cajou par des souches de Saccharomyces cerevisiae favorisée par l’ajout de nutriment. Perspectives Suivre la croissance microbienne durant le processus de fermentation Caractériser les bioéthanols obtenus en termes de propriétés physico-chimiques de consommation spécifique de carburant et d’émission

16 Merci de votre aimable attention