La valorisation de la biomasse agricole

CENTRE COLLÉGIAL DE TRANSFERT DE TECHNOLOGIE
EN OLÉOCHIMIE INDUSTRIELLE
La valorisation de la biomasse agricole :
un défi technologique
David Berthiaume
M.Sc., MBA, chimiste
Innovation agricole
L’innovation dans le secteur agricole peut
prendre p
p
plusieurs formes :
• Amélioration de la productivité
• Augmentation de la valeur du produit final
(qualité, certification, etc.)
• Développement de nouvelles cultures de
niche (nouvelles espèces
espèces, plantes
industrielles)
• Valorisation de coproduits
1
Valorisation
Du point de vue économique, la compétition
est multiple
• Compétition vs les autres cultures qui visent
d’autres usages (c.-à-d. utilisation de la terre)
• Compétition vs autres matières premières
équivalentes (ex. sucres lignocellulosiques vs
sucre de canne à sucre)
• Compétition vs les produits finaux fabriqués
à partir d’autres matières premières
(ex. bioéthanol vs éthanol pétrochimique)
Défi : lien agricole - industriel
Industrie agricole
Industrie chimique
• Qualité
Q lité variable
i bl
• Offre variable
• Assurance d’être payé
• Production locale
• $$$
• Sensibilité aux risques
• Qualité
Q lité contrôlée
t ôlé
• Demande fixe
• Assurance d’être livré
• Offre mondiale
• $$$
• Sensibilité aux risques
2
Procédés chimiques
•
•
•
•
•
Extraction
Thermochimique
Synthèse chimique
Bioprocédés
Pilotage
Extraction
Permet d’isoler des molécules à valeur
ajoutée
• Pressage à froid
• Extraction par solvant (soxhlet, macération)
• Distillation (entraînement à la vapeur)
• Méthodes
Méth d alternatives
lt
ti
(microondes,
( i
d
sonication, fluides supercritiques)
3
Exemples d’extraits
• Extraits de pelures d’orange (d-limonène)
• Extraits d’écorces
d écorces (quinine
(quinine, antioxydants)
• Extraits de plantes (huiles essentielles,
biopesticides; ex. Laboratoire M2)
• Extraits de résineux (térébenthine)
Nutra Canada
Opportunité
Extraction de certains composés
contenus
t
dans
d
des
d végétaux
é ét
(petits fruits et légumes)
Développement
Utilisation d’un réacteur de 200 L
à fond filtrant et d’un réacteur de
800 L dans l’usine
l usine pilote
Résultat
Mise à l’échelle d’un procédé d’extraction menant à la
mise en place d’une usine de production à Champlain
4
Thermochimique
Utilisation de la chaleur et de la pression
avec contrôle des gaz
• Hydrocraquage
• Fractionation
• Gazéfication
• Pyrolyse
Exemples
• Diesel renouvelable à partir d’huiles et
graisses (procédé Neste Oil)
• Éthanol cellulosique à partir de tiges de
maïs (procédé PureVision, Ferme Olivier
Lépine)
• Syngaz,
y g
hydrogène,
y g
méthanol à partir de
résidus organiques (Enerkem)
5
Synthèse chimique
• Un procédé de synthèse peut permettre de
transformer des produits à faible valeur
ajoutée en produits à haute valeur ajoutée
• Les coûts des procédés de synthèse
peuvent être assez élevés en raison du
coût des infrastructures requises
• Les procédés synthétiques sont multiples
et variés
6
Exemples de synthèses
• Sulfate de glucosamine et chitosane
((chitine de crevette;; Marinard Biotech))
• Biodiesel (graisses d’équarrissage et huiles
de friture usées; Rothsay Biodiesel)
• Propylène glycol USP (glycérol issu du
procédé de synthèse du biodiesel; Cargill,
Dow ADM)
Dow,
• Produit pour le de traitement du bois
(huile de lin; projet de filière à L’Islet)
Soprema Canada
Opportunité
Développement de produits
bi
biosourcés
é ett environnementaux
i
t
(certification LEED)
Développement
Projet de remplacement de
produits pétroliers par des matières
premières biosourcées ((huile
p
végétale, huile d’algues)
Résultat espéré
Enduit d’étanchéité biosourcé
(toiture, fondations, etc.)
7
Nova Envirocom
Opportunité
Besoin d’une pellicule
i
imperméable
é bl ett résistante
é i t t
pour vaisselle compostable
Développement
Projet de valorisation de dérivés
d’acide lactique et d’huile
végétale
g
Résultat espéré
Nouvelle résine polymérique biosourcée
et compostable
Filière du lin à l’Islet
Objectif: démonstration de la viabilité de la culture
du lin pour des fins agro-industrielles dans la
région de Chaudière-Appalaches
Produits
• Huile : produit de traitement du bois (2009)
• Tourteau : alimentation animale et agro-matériaux (2010)
• Fibre : composites (2010)
8
Bioprocédés
Les bioprocédés utilisent des cellules
vivantes ou des enzymes pour transformer la
matière
• Fermentation
• Chimie enzymatique
• Biosynthèse
Exemples de bioprocédés
• Fabrication de PLA à partir de bactéries
et de sucres (BioMatera)
• Fabrication d’éthanol par fermentation
(Greenfield Ethanol)
• Fabrication de cires pour le bois à partir
d’huile végétale
g
((estérification
enzymatique)
9
Domaines d’application
• Fluides mécaniques : lubrifiants, graisses, fluides
hydrauliques et caloporteurs
• Revêtements et adhésifs : peintures, laques, colles,
pavage
• Matériaux : plastiques, caoutchoucs, linoléum
• Agents tensioactifs : détergents, surfactants et savons
• Agents d'imprégnation : cires, encres, agents
assouplissants,
li
t ttraitement
it
t du
d bois
b i
• Combustibles : biodiesel, huile, cire de chandelle
• Intermédiaires chimiques : solvants, produits chimiques,
additifs
Des ressources locales
« Des gens de technologie, orientés solutions »
- Réseau Trans-tech
• OLEOTEK : chimie, synthèse organique, extraction,
pilotage, développement de produits
• Agrinova : agronomie, culture, faisabilité
• Biopterre : valorisation, mise en forme, procédés
• CÉPROCQ : chimie, procédés chimiques, extraction
fluide supercritique
• CNETE : purification, bioprocédés
• CSPP : valorisation de produits cellulosiques, éthanol
10
=
CCTT en OLÉOCHIMIE
INDUSTRIELLE
Situé
Sit
é à Thetford
Th tf d Mines
Mi
(Chaudière-Appalaches)
Fondé en 2003
Notre expertise
•
•
•
•
Chimie organique, synthèse, chimie verte
F
Formulation
l ti ett émulsions
é l i
Extraction
Développement de produits
• Bi
Bioproduits
d it iindustriels
d ti l
• Produits renouvelables, biodégradables,
non toxiques
11
L’équipe
Personnel scientifique (9)
–
–
–
–
5 chercheurs (1 Ph
Ph.D.
D et 4 M
M.Sc.)
Sc )
1 ingénieur chimique (B.Sc.)
1 technicienne (DEC)
Étudiants et stagiaires
Personnel de gestion (4)
–
–
–
–
Directeur général (M.Sc.,
(M Sc MBA)
Directeur développement des affaires
Responsable gestion des ressources
Directeur projets spéciaux
Nos équipements
Laboratoires de chimie
organique
i
ett analytique
l ti
Usine pilote antidéflagration
(100 à 800 L)
12
Période de questions
Développement
durable
Environnement
Solutions
Courriel : [email protected]
Tel. : 1 418 338-1318
Web : www.oleotek.org
Bioproduits
industriels
13