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Bouteilles de lait à lait : acide lactique durable de qualité polymère à partir de lactose laitier résiduel

En 2018, la valeur du marché laitier approchait les 15 milliards $ au Canada. Cependant, chaque année, l'industrie produit 1,76 milliard de litres de lait et de petit-lait dont une grande partie est séchée et vendue comme animal de faible valeur nourrir. Les près de ~40 kt/an de lactose dans ce flux représentent une opportunité de produire des biocarburants et des produits chimiques de spécialité, y compris les biomonomères. Le développement de technologies pour utiliser ces solides deviendra un facteur contribuant à la santé économique de l'industrie laitière alors que les traités internationaux changent la façon dont elle est échangés entre les pays. Le lactose, comme d'autres sucres, peut être hydrolysé et hydroxylé par un catalyseur acide, pour produire de l'acide lactique. L'acide lactique est un élément chimique important dans l'alimentation, les cosmétiques, les produits chimiques et pharmaceutiques les industries. C'est une plate-forme chimique prometteuse pour l'acide acrylique (2300 $/t), comme monomère pour l'acide polylactique, ou pour produits biochimiques en vrac. Le marché de l'acide lactique devrait augmenter chaque année jusqu'en 2026 de 11,5%. Acide lactique la demande augmente chaque année et devrait atteindre environ 13 milliards de dollars d'ici 2025. Le prix de l'acide lactique varie entre 1700 $/t à 3000 $/t.
Ce projet explorera les technologies catalytiques et des réacteurs pour produire une solution d'acide lactique de qualité polymère dans l'eau du perméat de lactosérum après élimination des protéines. Cette cible est idéale pour produire de l'acide polylactique - un biopolymère qui se vend 3000 $/t. Parallèlement aux objectifs expérimentaux de développement du procédé, nous identifiera l'incitation économique à produire 40 000 t/a d'acide lactique en dessous de 1800 $/t. 
Le processus proposé comprend plusieurs étapes : 

  • Environ 96 % du lactose présent dans le perméat de lactosérum après élimination des protéines sera converti en glucose et galactose en utilisant l'hydrolyse catalytique avec un catalyseur hétérogène à base d'étain et de zinc.
  • La solution de sucre concentré peut être convertie en acide lactique par déshydroxylation sur un Lewis catalyseurs acides, tels que la zéolite Sn-bêta, avec une conversion du sucre de 99 % et un rendement en acide lactique de 66 % à 75 % à 150-200°C.
  • Plusieurs technologies de réacteur, telles que les réacteurs à lit fixe, à lit fluidisé, à disque rotatif et à ultrasons, être appliqués pour évaluer leur potentiel de commercialisation. 

En collaboration avec les producteurs laitiers, les fabricants de biopolymères et d'autres parties prenantes, les voies technologiques être évalué au cours du développement du projet pour améliorer la faisabilité du procédé tout en répondant aux attentes des utilisateurs finaux.
Il y a un désir sociétal émergent qui oblige l'industrie à développer des technologies qui sont environnementales, durable et biosourcé. Le procédé proposé représente une alternative efficace à la fermentation pour convertir le lactose en acide lactique à partir des flux de déchets laitiers.

Grégory S. Patience

Contribution du CRIBIQ

272 443 $


Partenaires

Industriels participants :

Vorsana Environmental Inc.
Novalait

IRPQ :

Polytechnique Montréal