Mise à l'échelle et optimisation d'un procédé de liquéfaction de la biomasse lignocellulosique

TCA est un nouveau procédé de liquéfaction directe de la biomasse lignocellulosique. Ce procédé comprend deux étapes dont la première permet le prétraitement de la biomasse à l’aide du réactif de Fenton dans un milieu légèrement acide (1-2 %) pour rendre les holocelluloses accessibles tandis que la seconde implique la conversion catalytique de cellulose et hémicellulose en esters éthyliques et acides carboxyliques. Lors de cette seconde étape, une solution d’acide (2-4 %) diluée dans l’éthanol est utilisée.
Comparé aux autres procédés de liquéfaction directe de la biomasse, le procédé BTCA présente plusieurs avantages : i) ses conditions opératoires douces (température et pression relativement faibles) ; ii) son rendement de conversion global de 100%, comparativement aux 30% des autres procédés ; iii) le rendement faible des produits indésirables; iv) la consommation de réactif de Fenton réduite de plus de 60% par rapport à des procédés similaires de liquéfaction de la biomasse. Tous ces paramètres réduiront les coûts d'opération et devraient faire du procédé BTCA, un procédé économiquement viable.
L'efficacité de ce procédé a déjà été évalué à l'échelle laboratoire par l'équipe du professeur Le Van Mao. Cependant, avant de commercialiser un procédé, une mise à l’échelle, qui est le passage de l’échelle laboratoire à une échelle pilote, est primordiale. La procédure de mise à l'échelle nous permet de déterminer les facteurs de mise à l'échelle et ils seront donc utilisés pour étudier la faisabilité d'un éventuel projet commercial.
Dans cette optique, un système pilote sera conçu, installé, mis en service et exploité au CÉPROCQ afin d'évaluer la faisabilité technique du procédé BTCA à une plus grande échelle. Une fois le montage pilote disponible, un plan expérimental sera conçu et réalisé afin d'optimiser les conditions de fonctionnement. Le plan expérimental tiendra compte de différentes conditions d'opération telles que la nature des matières premières, la température et le temps de la réaction, la concentration du réactif de Fenton, la concentration en eau et l’agent inhibiteur de polymérisation. Une fois le procédé optimisé, le système sera exploité pendant une période prolongée (plusieurs semaines) afin de produire une quantité suffisante de produits à présenter aux clients potentiels et d'évaluer la robustesse du système au fil du temps. Finalement, une analyse techno-économique sera réalisée sur la faisabilité du procédé BTCA à une échelle commerciale. Cette analyse fournira aux investisseurs potentiels les outils nécessaires pour une prise de décision éclairée.