Behavioral study of a pentoses and hexoses co-fermenting GMO yeast under high dry matter conditions : bioethanol application
Etude du comportement d’une levure OGM co-consommant les pentoses et les hexoses en condition de culture à très haute matière sèche : application bioéthanol
Résumé
The goal of this work is to improve the second-generation bioethanol production process developed by BABETREAL Project.This process aims at managing all the operation needed to produce 2G bioethanol in a compact way, using a bi-vis extruder coupled to a bioreactor for an efficient pretreatment followed by direct saccharification and cofermentation.Our research helped determine the best conduct of the process using Sweet Corn cob as a model.This SSCF conduct (Simultaneous Saccharification and Co-Fermentation) allow us to reach very good ethanol yield while maximizing processing time and the consumption of xylose.First, we were able to demonstrate that the coupling of both stages, namely extrusion and SSCF was feasible and functional at laboratory scale. We also managed to test this conduct at pilot scale, which is roughly ten times bigger than laboratory scale, without diminishing the performances.Finally, in a second part, we studied the major obstacles met during the first part of this study. The analysis of some of our experiments, helped us highlight a major role of pretreatment salts in the inhibition of xylose consumption by an GMO Saccharomyces Cerevisiae Cellux 4.This work needs to be completed to understand more precisely the mechanism in action from a metabolic point of view in the Saccharomyces Cerevisiae yeast. And specifically, why these salts seem to mainly inhibit the consumption path of xylose.
Ces travaux visent à améliorer le procédé de production de bioéthanol de seconde génération développé dans le cadre du projet européen BABET REAL5. Ce procédé se propose d’effectuer toutes les étapes de la production de bioéthanol de seconde génération de façon compacte avec un minimum d’installation, en couplant un prétraitement de la biomasse lignocellulosique par extrusion bi-vis à un bioréacteur dans lequel se déroule la saccharification et la fermentation de façon simultanée.Nos recherches ont permis de déterminer la conduite la plus adéquate, pour un substrat de référence composé de rafle de maïs. Cette conduite en SSCF (Simultaneous Sacharrafication and Co-Fermentation) permet d’atteindre de très bon résultats en rendement éthanol tout en maximisant les temps de séjour et la consommation du xylose. En premier lieu nous avons pu démontrer que le couplage des deux étapes était réalisable et fonctionnel à l’échelle laboratoire, puis nous avons pu tester cette conduites à une échelle pilote 10 fois plus grandes.Finalement dans une deuxième partie, nous nous sommes penchés sur un des principaux frein observés lors de nos expériences. L’analyse de certains de nos résultats nous a permis de mettre en évidence le rôle prépondérant des sels provenant du prétraitement dans l’inhibition de la consommation du xylose par notre microorganisme modèle. Ces travaux devront être complété pour comprendre les mécanismes en œuvre d’un point de vue métabolique dans la levure Saccharomyces Cerevisiae et pourquoi ces sels inhibent essentiellement la voie de consommation du xylose.
| Origine | Version validée par le jury (STAR) |
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