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Abstrait

Méthodes de prétraitement pour l'extraction d'huile de microalgues : examen critique et analyse comparative

Mariam Al Hattab et Abdel Ghaly

La biomasse de microalgues peut être utilisée pour produire de nombreux produits à valeur ajoutée tels que le biodiesel, le bioéthanol, le biogaz, 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 croissance et la récupération de la biomasse d'algues, l'extraction et le traitement en aval du produit souhaité. L'un des principaux obstacles à l'utilisation de la biomasse de microalgues à l'échelle industrielle, pour la production de biodiesel, est le coût élevé du traitement. L'augmentation de l'efficacité de récupération des lipides à partir de la biomasse de microalgues entraînerait des rendements de produits plus élevés (biodiesel). Ainsi, l'objectif de cette étude était d'examiner les méthodes actuelles utilisées pour le prétraitement des microalgues et d'effectuer une analyse comparative afin de déterminer la méthode la plus efficace économiquement pour une utilisation à grande échelle. L'efficacité des méthodes de prétraitement étudiées a été évaluée sur la base de : (a) l'efficacité de la rupture de la paroi cellulaire, (b) le coût, (c) la toxicité, (d) l'adéquation à une utilisation à grande échelle, (e) le temps, (f) la réutilisabilité et (g) la maintenance. Français Différentes méthodes de traitement comprenaient des techniques mécaniques (cuve à secousses et broyeurs à billes agités et sonication à corne et bain), des méthodes thermiques (explosion de vapeur, lyophilisation et autoclave), un rayonnement électromagnétique (micro-ondes) et des traitements biologiques (enzymatiques). Les résultats ont indiqué que sur les 9 méthodes de microalgues étudiées, une technique mécanique, thermique et de rayonnement électromagnétique était appropriée. Ces méthodes étaient la sonication par bain (81), l'explosion de vapeur (93) et le rayonnement micro-ondes (87). La technique de prétraitement des microalgues assistée par micro-ondes est rapide, efficace pour la rupture de la paroi cellulaire, non toxique, peut être utilisée pour de grands volumes et le milieu peut être réutilisé, mais elle souffre cependant de coûts de maintenance élevés. La technique de sonication par bain est efficace pour la dégradation de la paroi cellulaire, non toxique, technique rapide avec un minimum de maintenance requise, mais souffre de coûts élevés et de difficultés de mise à l'échelle pour une utilisation industrielle. Le prétraitement par explosion de vapeur est efficace pour dégrader la paroi cellulaire des microalgues, libérant des composants intracellulaires, rapide, réutilisable, relativement peu coûteux, respectueux de l'environnement et réutilisable, mais est spécifique à l'espèce. Dans l’ensemble, les aspects négatifs de ces trois techniques sont compensés par leur efficacité, leur rapidité et leurs coûts relativement faibles par rapport aux autres techniques de prétraitement. D’autres méthodes d’extraction mécanique souffrent de coûts opérationnels élevés, de longs temps de traitement, de coûts de maintenance élevés et de la difficulté de mise à l’échelle. Les techniques de lyophilisation et d’autoclave ont été jugées inadaptées aux techniques de prétraitement des microalgues en raison des coûts élevés, de la difficulté de mise à l’échelle et des longs temps de traitement associés. Les techniques de prétraitement biologique ont été jugées inadaptées en raison des coûts élevés associés à l’achat d’enzymes, de la difficulté de récupération/séparation après traitement, de la longue durée de traitement et de la maintenance élevée requise pour une efficacité élevée.