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Abstrait

Méthodes de récolte de microalgues pour la production industrielle de biodiesel : revue critique et analyse comparative

Mariam Al Hattab, Abdel Ghaly et Amal Hammoud

La biomasse de microalgues peut être utilisée pour produire de nombreux produits à valeur ajoutée tels que le biodiesel, le bioéthanol, le biogaz et le biohydrogène, les aliments pour poissons, les aliments pour animaux, les compléments alimentaires pour l'homme et les produits de soins de la peau. La production de produits à valeur ajoutée à partir de la biomasse de microalgues nécessite la culture et la récupération de la biomasse d'algues ainsi que l'extraction et le traitement en aval du produit souhaité. Cependant, le principal obstacle à l'utilisation de la biomasse de microalgues à l'échelle industrielle pour la production de biodiesel et d'autres produits à valeur ajoutée est l'étape de déshydratation qui représente 20 à 30 % des coûts totaux associés à la production et au traitement des microalgues. L'objectif de cette étude était d'examiner les méthodes actuelles utilisées pour la récolte et la concentration des microalgues et d'effectuer une analyse comparative afin de déterminer les méthodes de déshydratation les plus efficaces et les plus viables économiquement pour le traitement à grande échelle de la biomasse de microalgues. Français Les techniques de récolte étudiées comprenaient la sédimentation, la filtration sous vide, la filtration sous pression, la filtration à flux croisé, la centrifugation à disques, la centrifugeuse à décantation, la flottation à air dispersé, la flottation à air dissous, l'oscillation fluidique, la floculation inorganique, la floculation organique, l'autofloculation, la biofloculation, la coagulation électrolytique, la floculation électrolytique et la flottation électrolytique. Huit critères ont été utilisés pour l'évaluation de ces techniques de récolte de microalgues : (a) l'efficacité de la déshydratation (b) le coût (c) la toxicité (d) l'adéquation à l'échelle industrielle (e) le temps (f) la spécificité de l'espèce (g) la réutilisabilité des milieux et (h) la maintenance. Chaque critère s'est vu attribuer une note entre 7 et 15 en fonction de son degré d'importance. Des valeurs plus élevées ont été attribuées aux critères jugés les plus importants pour le développement d'une méthode de déshydratation à grande échelle efficace et économique pour les microalgues, tandis que des valeurs plus faibles ont été attribuées aux critères jugés nécessaires pour déterminer une méthode appropriée mais considérés comme moins importants. Français Les résultats ont indiqué que sur les 16 méthodes évaluées, 4 ont obtenu des valeurs de 80/100 et plus et ont été jugées adaptées à la récolte de microalgues à l'échelle industrielle. Trois étaient des techniques physiques (centrifugeuse à disques (87/100), filtration à flux croisés (84/100), centrifugation par décantation (82/100)) et la quatrième était la méthode de floculation organique (80). Ces techniques ont été jugées adaptées à une utilisation à grande échelle en raison de leur efficacité, de leurs faibles coûts d'exploitation, de leur adéquation à de nombreuses espèces, de leur rapidité, de leur besoin minimal d'entretien et de leur respect de l'environnement. Les autres méthodes ont été jugées inadaptées car elles ne sont pas efficaces pour déshydrater un large éventail d'espèces de microalgues, ne sont pas adaptées aux grands volumes, sont coûteuses et nécessitent beaucoup d'entretien. Bien que chacune des techniques optimales ait été jugée adaptée à la récolte de microalgues en fonction de ses mérites, une combinaison de méthodes peut également être utilisée pour améliorer l'efficacité de la récupération et améliorer les aspects économiques.L'utilisation de la floculation organique comme étape initiale de récolte pour concentrer la suspension d'algues et la centrifugation (ou filtration) comme étape secondaire de déshydratation réduiront le temps et les coûts associés à la déshydratation. La floculation permet d'éliminer efficacement les algues de grandes quantités de milieux liquides et, par conséquent, les coûts associés aux techniques de centrifugation et de filtration à forte consommation d'énergie (utilisées individuellement) peuvent être réduits en les utilisant comme techniques secondaires, car moins de volumes de suspension de microalgues subiront le traitement secondaire.