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4 igname bioéthanol

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4 igname bioéthanol

  1. 1. UNIVERSITE D’ANTANANARIVO ECOLE SUPERIEURE DES SCIENCES AGRONOMIQUES Département des Industries Agricoles et Alimentaires PRODUCTION BIO-ETHANOL D’IGNAMES ( Dioscoréa alata ) par : Jean Marie RAZAFINDRAJAONA Docteur Ingénieur en Sciences Agronomiques (Option Microbiologie et Biotechnologie Alimentaires) Enseignant Chercheur, Consultant Membre de l’Académie Nationale Malgache Faniry RAZAFINDRALAMBO Ingénieur en Sciences Agronomiques Option Industries Agricoles et Alimentaires Consultante
  2. 2. <ul><li>Les transports dépendent presque uniquement du pétrole </li></ul><ul><li>Ils sont à l’origine de 30% des émissions de CO2 </li></ul><ul><li>Cette proportion est croissante </li></ul><ul><li> Les transports sont particulièrement concernés par les GES </li></ul><ul><li>Pays développés et émergeants </li></ul><ul><ul><li>Limitation de la consommation des carburants fossiles </li></ul></ul><ul><ul><li>Diversification de leurs sources d’énergie combustibles </li></ul></ul><ul><ul><li>Utilisation croissante des biocarburants et de leurs dérivés </li></ul></ul><ul><ul><li>Application des TGAP ( T axe G énérale sur les A ctivités P olluantes) </li></ul></ul>Constats
  3. 3. <ul><li>A Madagascar </li></ul><ul><ul><li>Rationalisation de l’utilisation des sources énergétiques fossiles </li></ul></ul><ul><ul><li>Essais de diversification de ses sources d’énergie renouvelables: </li></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>Plantes riches en huiles lourdes, comme le Jatropha </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>(  biodiesel) </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>Plantes riches en sucres comme les cannes à sucre </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>(  bioéthanol) </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>Plantes à tubercule comme le manioc et l’igname </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>(  bioéthanol) </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>Matières organiques méthanisables (  Biogaz???) </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>Eau ( Hydrolyse en Hydrogène + Oxygène puis combustion de H 2 en Eau) </li></ul></ul></ul></ul><ul><li>Les biocarburants sont des réponses à parvenir à la réduction des GES </li></ul>Constats
  4. 4. Pourquoi le BIOÉTHANOL ??? <ul><li>1- Le bioéthanol est recyclable </li></ul><ul><ul><li>Le végétal se développe en fixant de CO2 atmosphérique </li></ul></ul><ul><ul><li>Transformé en bioéthanol et brûlé dans le moteur, ce carbone se retrouve à nouveau dans l’atmosphère, </li></ul></ul><ul><ul><li>c’est-à-dire qu’il est recyclé </li></ul></ul><ul><li>4-Le végétal </li></ul><ul><li>est </li></ul><ul><li>renouvelable </li></ul><ul><li>2- Le bilan énergétique de l’éthanol est plus efficient </li></ul><ul><li>1 unité énergétique de pétrole </li></ul><ul><li>3- Le bioéthanol est plus écologique </li></ul><ul><li>2,5 fois mois de GES que l’essence </li></ul><ul><li>Chaque litre d’essence remplacé par le bioéthanol permet de réduire de 75% l’émission de GES qu’aurait produit ce litre d’essence </li></ul>INTRODUCTION 0,87 unités Énergétique d’éthanol
  5. 5. Production mondiale de bioéthanol ( en Tonnes ) Source : F.A.O , 2008
  6. 6. Bioéthanol à Madagascar <ul><li>Répond à un espoir d’indépendance énergétique </li></ul><ul><li>Dans sa phase de lancement </li></ul><ul><li>Parmi les 2 filières sont privilégiées : </li></ul><ul><ul><li>le bioéthanol à partir de canne à sucre </li></ul></ul><ul><ul><li>et le biodiesel à partir de jatropha </li></ul></ul>
  7. 7. Processus universel d’obtention du bioéthanol <ul><li>Matière première végétale </li></ul>Bioéthanol
  8. 8. - Matière première  <ul><li>Igname  : Dioscoréa alata ( Brickaville ) </li></ul><ul><li>Enzyme  : Produit par la technique de maltage à partir du grain de riz germé variété 1285 </li></ul><ul><li>Levure  : levure commerciale Saccharomyces cerevisiaea </li></ul><ul><li>Milieu fermentaire  : Bouillon de farine d’ignames hydrolysée (C oncentration du sucre réducteur: 60 g/l – 70 g/l – 80 g/l– 90 g /l) </li></ul><ul><li>Sels de la fermentation  : sulfate de magnésium, sulfate d’ammonium et acide phosphorique monopotassique </li></ul>
  9. 9. 2-1- - Méthodes adoptées pour la mise au point de la technologie Réception Écorce Chair Pesage, lavage Épluchage Découpage Hydrolyse enzymatique (55°C; 150 rpm ; 4 ,2; 3j) Blanchiment (10’/ 70 °C), Égouttage Broyage Séchage ( 4- 6 j) Distillation Fermentation alcoolique (30 °C;150 rpm ; 4; 1j) Igname Farine Éthanol
  10. 10. 2-1-7- Paramètres mesurés <ul><li>Formation de la biomasse levurienne </li></ul><ul><li>Consommation du substrat </li></ul><ul><li>Formation du produit </li></ul><ul><li>Conversion du substrat en biomasse </li></ul><ul><li>Conversion du substrat en produit </li></ul><ul><li>Pour l’hydrolyse </li></ul><ul><li>Teneur en sucres réducteurs </li></ul>Pour la fermentation <ul><li>Pour la fabrication de la farine </li></ul><ul><li>Teneur en humidité </li></ul><ul><li>Teneur en cendres brutes </li></ul><ul><li>Teneur en amidon </li></ul>
  11. 11. 1- Résultats qualitatives et quantitatives Résultats qualitatives Résultats quantitatives Résultats et Discussions 37,87 % 24,7 % Rendement en farine Écorce et déchets Tubercule 47,76 % 43,83 % Autres 42,53% 49,15 % Amidon % (MS) 5,77 % 2,43 % Cendre % 92,38% 90,53% Matières sèches 7 ,62 % 9,47 % Humidité % Écorce et déchets Tubercule
  12. 12. 2- Résultats de l’hydrolyse enzymatique <ul><li>Équation de modélisation de la solution de glucose : </li></ul><ul><li>SR = (1,309 DO + 0,0021)n </li></ul>Cinétique de l’hydrolyse de la farine d’igname Cinétique de l’hydrolyse de la farine de l’écorce de l’igname
  13. 13. 3- Résultats de la fermentation alcoolique <ul><li>Farine de l’écorce de l’igname </li></ul>Farine de l’igname 71,32 0,904 0,470 0,068 90 76,81 0,935 0,288 0,070 80 84,43 0,981 0,333 0,088 70 78,47 0,860 0,329 0,081 60 n % qS max (h-1) vP max (h-1) µXmax (h-1) Substrat (g/l) 71,19 0,934 0,459 0,064 90 77,79 0,941 0,482 0,065 80 86,11 0,959 0,554 0,078 70 78,47 0,884 0,314 0,070 60 n % qS max (h -1 ) vP max (h -1 ) µXmax (h -1 ) Substrat (g/l)
  14. 14. Rendement de la fermentation
  15. 15. 4- Qualité de l’alcool <ul><li>Acidité de l’alcool </li></ul>Compositions en alcool 0.018±0,04 0.023 ± 0 ,02 Tubercule 0.025 ± 0 ,01 0.031± 0 ,01 Écorce et déchets Acidité volatile Acidité totale 0.079 - Methano-l 0.749 1.845 Alcool isoamylique 0.043 0.041 Méthyl-2 Propanol -1 - 0.974 Acétaldéhyde - 0.278 Acétate d’Ethyle 382.7 723.7 Ethanol Farine de l’écorce et des déchets ( ml/l) Farine du tubercule (ml/l) Constituants
  16. 16. <ul><li>Chromatogramme des alcools de bioéthanol d’ignames </li></ul>
  17. 17. Chromatogramme <ul><li>Chromatogramme de l’éthanol </li></ul>
  18. 18. Circuits de distribution du bioéthanol à Madagascar (court et long) CONSOMMATEURS Station d’essence Grande région de Madagascar Station d’essence Tamatave Groupe distributeur USINE Agence (Ville pilote Tamatave) Agence (Grande ville- Antananarivo) A court terme A long terme
  19. 19. 5- Indices de rentabilité Projet réalisable 3 ans 4 mois et 9 jours DRCI Projet profitable 1,87 Ip Projet finançable 44,22 TRI Projet faisable 243 832 664 VNA Conclusion Valeur Désignation
  20. 20. Similation des Indices de rentabilité 23,8 32 989 094 2 300 24,2 37 650 374 2 400 24,9 42 311 654 2 500 44,22 243 832 664 2 800 TRI VAN Prix unitaire du Bioéthanol (Ar)
  21. 21. Impacts <ul><li>Impacts sociaux </li></ul><ul><li>Incitation des paysans à optimiser leur culture, </li></ul><ul><li>Protection de la variété et amélioration de la qualité de vie des paysans </li></ul><ul><li>Impacts économiques </li></ul><ul><li>Création d’emplois </li></ul><ul><li>Amélioration du niveau de vie des paysans </li></ul><ul><li>Diminution de consommation d’essence (importation), </li></ul><ul><li>Apport d’intérêt financier pour l’État malgache (PIB) , </li></ul><ul><li>Impacts écologiques </li></ul><ul><li>Diminution de l’effet de serre (climat) </li></ul><ul><li>Amélioration de la qualité de l’air </li></ul>
  22. 22. <ul><li>Dominance de Dioscoréa alata dans la région de l’Est de Madagascar, </li></ul><ul><li>Transformation en farine, biscuits enrichis en spiruline bioéthanol, une meilleure façon de valorisation de l’espèce, </li></ul><ul><li>Pendant l’hydrolyse, concentration initiale optimal 120g/l </li></ul><ul><li>Pendant la fermentation, concentration initial en substrat optimal 70 g /l , </li></ul><ul><li>Forte composition en éthanol jusqu’à 99%, </li></ul><ul><li>Implantation de l’usine réalisable et finançable. </li></ul>CONCLUSION GENERALE
  23. 23. Contexte socio économique favorable <ul><li>Politique de développement durable </li></ul><ul><li>Matière première renouvelable </li></ul><ul><li>Offre de vastes marchés pour les agriculteurs et les opérateurs </li></ul><ul><li>Dépendance énergétique atténuée </li></ul><ul><li>Création d’emplois ruraux </li></ul><ul><li>Résolution des préoccupations environnementales </li></ul>
  24. 24. Perspective <ul><li>En perspective d’avenir, nous envisageons de poursuivre l’étude : </li></ul><ul><li>Multiplication et la production des semences de l’espèce « in vitro  » </li></ul><ul><li>Essai de culture à grande échelle </li></ul><ul><li>Etude pratique de l’incorporation du bioéthanol dans l’essence ordinaire. </li></ul><ul><li>Fabrication et lancement au marché des biscuits </li></ul><ul><li>Extension du projet vers les autres zones potentielles </li></ul><ul><li>Utilisation des autres variétés </li></ul>
  25. 27. <ul><li>Merci bien de votre aimable attention </li></ul>Docteur Ingénieur RAZAFINDRAJAONA Jean Marie Ingénieur Faniry RAZAFINDRALAMBO

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