Mise en œuvre des lipases végétales issues des graines dans la catalyse enzymatique d’esters éthyliques d’huiles végétales pour la production de biodiesel

• Main Author: Kouteu Nanssou, Paul
• Other Authors: Montpellier, SupAgro
• Language: fr
• Published: 2017
• Subjects: Lipases végétales; Transestérification enzymatique; Ester ethylique; Adansonia; Jatropha; Moringa; Plant lipase; Enzymatic transesterification; Ethyl ester
• Online Access: http://www.theses.fr/2017NSAM0011

Les lipases présentent un grand intérêt pour la synthèse du Biodiesel, carburant alternatif au gasoil, généralement obtenu d’une transestérification des triacylglycérols avec un alcool, la plupart du temps le méthanol. Pour avoir un ester issu totalement de la biomasse végétale, l’éthanol peut être utilisé comme accepteur d’acyle. L’objectif de cette étude est de développer des procédés enzymatiques de synthèses d’esters éthyliques catalysés par les lipases végétales sous leur forme brute avec des intrants (huile et alcool) d’origine végétale. D’abord, elle a consisté à la mise en évidence d’une activité lipasique pour des réactions d’éthanolyse et d’hydrolyse par les graines d’A. suarezensis, d’A. grandidieri, de J. curcas, de J. mahafalensis, de M. oleifera et de M. drouhardii. Ensuite, les influences de certains facteurs sur la capacité des extraits le(s) plus actif(s) à réaliser des réactions d’éthanolyse en milieux non aqueux, aqueux et en utilisant comme substrat leurs lipides natifs ont été étudiées. Enfin, des essais de combustion ont été menés sur un moteur monocylindre à injection directe pour l’étude des performances, des émissions et de la combustion du biodiesel produit et de ses mélanges avec le gasoil. Toutes les graines germées sont dotées d’une activité en hydrolyse et éthanolyse. La poudre d’A. grandidieri est la plus active en éthanolyse. Avec cette dernière, deux procédés ont pu être développés : un en milieu non aqueux et un en milieu aqueux (respectivement un rendement de 96,2 % et 96,3 %). Elle est aussi capable de transformer ses lipides natifs sans extraction au préalable en esters éthyliques (rendement de 91,6%). Les performances et la combustion du biodiesel et de ses mélanges sont similaires à celle du gasoil. Une réduction significative des émissions de CO, NOX, CO2 et SO2 au cours de la combustion du biodiesel et de ses mélanges est observée. Ces résultats montrent que les lipases végétales exploitées sous leurs formes brutes peuvent être une alternative aux lipases microbiennes et aux catalyseurs chimiques. === There is a great interest in the use of lipase in the production of Biodiesel, alternative diesel fuel, usually obtained from a transesterification of triacylglycerol with an alcohol which is mostly methanol. To have a biodiesel derived totally from vegetable biomass, ethanol must be explored as acyl acceptor. The objective of this work is to develop enzymatic processes for the synthesis of ethyl esters catalyzed by plant lipases in their crude form with all inputs (oil and alcohol) of origin plant. Firstly, the hydrolysis and ethanolysis activities of A. suarezensis, A. grandidieri, J. curcas, J. mahafalensis, M. oleifera and M. drouhardii seeds were assessed. Subsequently, the most active(s) plant lipase(s) was selected to study the effects of some factors on their ability to carry out ethanolysis reactions in nonaqueous, aqueous media and using as substrate their lipids. Finally, combustion tests were carried out on a single cylinder direct injection engine to study the performance, emissions and combustion of biodiesel and its mixture with diesel. All germinated seeds have hydrolysis and ethanolysis activity. The most active in ethanolysis is the powder from A. grandidieri seed. With this powder, two processes were developed: one in nonaquous medium and the other in aqueous medium (yield of 96.2 % and 96.3 %, respectively). Lipase from A. grandidieri seed is able to transesterify its oils without an extraction thereof into ethyl ester. Performance and combustion characteristics of biodiesel and its mixtures are similar to that of diesel fuel. A significant reduction in CO, NOX, CO2 and SO2 emissions during the combustion of biodiesel and its mixtures is observed. These results show that plant lipases exploited in their crude form can be an alternative to microbial lipases and chemical catalysts.