Grant: College - University Idea to Innovation Grants

Dans le procédé de mise en pâte Kraft, les hémicelluloses et la lignine sont dégradées et solubilisées par attaque chimique, puis brulées pour produire de la chaleur. Une partie des hémicelluloses peut être extraite des copeaux de bois en tête du procédé Kraft par diverses techniques d'hydrolyse bien maîtrisées, sans que la chaudière de récupération de chaleur, ni le procédé de mise en pâte n'en soient affectés. Lorsque l'hydrolyse est complète, les hémicelluloses extraites sont transformées en monomères de pentoses et d'hexoses. La concentration des sucres dans les hydrolysats est faible et doit être augmentée jusqu'à environ 20% pour que les étapes subséquentes de leur conversion soit rentables. Les sucres peuvent être fermentés pour produire des biocarburants (éthanol) ou des bioproduits intermédiaires (butanol). Ils peuvent aussi être transformés par des processus chimiques en bioproduits à haute valeur ajoutée (furfural). La fermentation peut atteindre un rendement de 50% pour les pentoses, mais les rendements obtenus à partir d'un hydrolysat brut sont beaucoupmoindres à cause de la présence de puissants inhibiteurs. Il y a trois classes d'inhibiteurs, des composants phénoliques, des furanes et des acides organiques. L'objectif de ce projet est de proposer et valider expérimentalement des techniques de concentration des hydrolysats et d'extraction des inhibiteurs (détoxication) par utilisation de nanomembranes et du charbon actif. Les nanomembranes ont un domaine d'efficacité relativement étroit en ce qui concerne la dimension des molécules séparées. Les phénols peuvent aussi être extraits par adsorption sur charbon actif qui est très efficace dans ce cas mais ne l'est pas pour les deux autres classes. L'application des technologies membranaires sera aussi considérée pour la concentration des hydrolysats en vue de leur détoxification ou de leu conversion chimique. Le travail expérimental sera effectué dans les laboratoires du CNETE de Shawinigan; la conception de procédé et l'optimisation seront faites à Polytechnique. Des expériences seront aussi réalisées à FPInnovations et au centre de recherche de GreenField Ethanol. Hydro-Québec participeront également au projet.