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Volume 3, numéro 4 • juillet 2016
Éditorial
POTENTIEL DE VALORISATION DES
HÉMICELLULOSES DANS LE CONTEXTE
DE LA BIORAFFINERIE FORESTIÈRE
Par : Mariya Marinova, Ph. D., Chercheure
Département de génie chimique
Polytechnique Montréal
SOMMAIRE
Potentiel de valorisation
des hémicelluloses dans le contexte
de la bioraffinerie forestière
Introduction.................................................................... 2
1. Les hémicelluloses du bois :
quantités dans les différents types de bois,
structure et applications ........................................... 3
2. Implantation des technologies d’extraction
des hémicelluloses dans les usines de pâtes
et papiers............................................................................................4
3..Conversion des sucres des hémicelluloses
par voie chimique et biochimique....................... 5
3.1 Voie de conversion chimique :
cas du furfural............................................................... 5
3.2 Voie de conversion biochimique :
cas de l’éthanol et du butanol .......................... 8
3.3 Voie de conversion chimique
ou biochimique : cas du xylitol.......................... 9
4. Développement industriel..................................13
Références bibliographiques
pour le répertoire des produits issus
de l’hémicellulose forestière............................16
Références bibliographiques .........................19
Liste des figures .......................................................20
Liste des tableaux....................................................20
Les hémicelluloses, avec la cellulose et la lignine, sont les trois principaux constituants
de la biomasse lignocellulosique. Grâce aux développements liés au bioraffinage forestier,
plusieurs opportunités pour leur valorisation existent. La cellulose et la lignine sont davantage exploitées au niveau commercial et des exemples industriels en témoignent, quant
à la valorisation des hémicelluloses, un retard est observé. Des méthodes d’extraction
des hémicelluloses à partir des copeaux de bois ou des courants des procédés papetiers
ont été mises au point et des procédés de conversion des hémicelluloses en bioproduits
ont atteint une maturité technologique, mais l’implantation à grande échelle des bioraffineries
basées sur les hémicelluloses présente plusieurs défis au Québec.
Un projet dans le domaine a été annoncé par la compagnie Cascade en 2015. L’usine de la
division Norampac à Cabano implantera l’extraction des hémicelluloses à partir des copeaux
de bois de feuillus en utilisant de l’eau chaude, la valeur totale de ce projet est de 26 M$.
Les usines de pâtes et papiers au Québec nécessitent des investissements importants
pour apporter les modifications nécessaires à leurs procédés et permettre l’extraction
des hémicelluloses, mais elles sont également un bel exemple à suivre. Pour accélérer le
développement de ces bioraffineries au Québec, il est essentiel que des partenariats avec
des clients potentiels, qui utiliseraient les sucres issus des hémicelluloses ou les produits
intermédiaires, soient établis. Ces partenariats seraient développés dans le contexte d’une
économie régionale, ce qui maintiendrait les activités des papetières et permettrait la
création de nouveaux emplois dans la région. Il est également important que les usines qui
planifient une modification du procédé de mise en pâte choisissent une méthode d’extraction des hémicelluloses permettant d’obtenir un courant relativement propre, avec une
teneur élevée en sucres. Il est aussi nécessaire que les procédés de conversion des sucres
issus des hémicelluloses atteignent des rendements élevés (particulièrement dans le cas
de la fermentation), possèdent un haut niveau d’efficacité énergétique et matérielle et
soient économiquement viables. Des perspectives de marché plus favorables, telles qu’une
croissance de la demande en bioproduits et une utilisation accrue dans la chaîne de transformation de l’industrie chimique pourraient favoriser l’implantation de ces bioraffineries.
Finalement, l’augmentation des prix du pétrole jouerait aussi un rôle favorable.
Ce numéro du Biosourcé propose une revue des procédés d’extraction et de valorisation
des hémicelluloses dans le contexte de la bioraffinerie forestière et en particulier des
usines de pâtes et papiers. Le développement des bioraffineries intégrées, centrées sur
les papetières est privilégié pour plusieurs raisons : la facilité d’extraction de la matière
première, l’infrastructure disponible (réseaux de vapeur et d’eau, électricité, produits
chimiques, traitement des effluents…), l’accès à la biomasse forestière, aux fournisseurs et
sous-traitants et est aligné avec la transformation entreprise par le secteur. Bonne lecture!
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