Optimisation de la production de bioéthanol par utilise les plans d’expériences

Abstract

In this work, we study the possibility of using the experimental application (level factor 2n) to improve the production of bioethanol from different biomasses. We have determined some physic-chemical characteristics of the biomass used (Washington fruits, dattes and equal mixture of both types). The effect of the following factors was also studied: Mass concentration: 200 g/l - 20 g/l; Amount of yeast: 0.5g - 2g; Fermentation time: 2 days - 4 days; Temperature: 25° - 40°, in order to determine the optimum values for obtaining the best ethanol in terms of properties (density, refractive index, quantity and degree of alcohol). The functional groups present in various biomasses, as well as the ethanol obtained, were determined using infrared rays (FTIR). The results showed that the use of the experimental application did not help in the study, and this was explained by the hypothesis of inadequacy of the model used (factorial level 2n), as well as the domain of the factors studied, and therefore the use of the classical method was resorted to in order to determine the ideal conditions. The experimental results showed that the best ethanol was produced using dattes under the following conditions: mass concentration (200 g/l), quantity of yeast (2 g/100 ml); fermentation time (2 days), temperature (40°C), so that the best ethanol has the following characteristics: density (0.8279), refractive index (1.3656) and degree of alcohol (~93°). The results of this study showed that the different biomasses used can be exploited as a source of ethanol production.

في هذا العمل، قمنا بدراسة امكانية استعمال التطبيق التجريبي (المستوى العاملي 2n) وهذا من أجل تحسين انتاج الايثانول الحيوي باستخدام كتل حيوية مختلفة. قمنا بتحديد بعض الخصائص الفيزيو-كيميائية للكتل الحيوية المستعملة (ثمار الواشنطونيا، التمر، ومزيج متساوي بين النوعين). كما تم دراسة تأثير العوامل الآتية: تركيز الكتلة: 200غ/ل ـــ 20غ/ل ؛ كمية الخميرة: 0.5غ ـــ 2غ ؛ زمن التخمر: يومان ـــ 4 أيام ؛ درجة الحرارة: °25 ـــ °40 و هذا من أجل تحديد القيم المثلى التي تسمح بالحصول على أحسن إيثانول من حيث الخصائص (الكثافة، قرينة الانكسار، كمية و درجة الكحول). تم تحديد المجموعات الوظيفية الموجودة في مختلف الكتل الحيوية و كذا الإيثانول المتحصل عليه و هذا باستعمال أشعة تحت الحمراء ((IRTF, أظهرت النتائج بأن استعمال التطبيق التجريبي لم يساعد في الدراسة وهذا ما تم تفسيره بفرضية عدم ملائمة النموذج المستعمل (المستوى العاملي 2n) وكذا مجال العوامل المدروسة، وبالتالي تم اللجوء إلى استعمال الطريقة الكلاسيكية من أجل تجديد الشروط المثالية. أظهرت النتائج التجريبية بأن الإيثانول الأحسن تم انتاجه باستعمال التمر في الشروط التالية: تركيز الكتلة (200 غ/ل)، كمية الخميرة (2 غ/100 مل ؛ زمن التخمر(يومان)، درجة الحرارة °C)40) بحيث أن الإيثانول الأحسن له الخصائص التالية: الكثافة (0,8279)، قرينة الإنكسار (1,3656) و درجة الكحول (~93°). نتائج الدراسة بيّنت بأن مختلف الكتل الحيوية المستعملة يمكن استغلالها كمصدر لإنتاج الإيثانول.