Conception d'un procédé multi-étapes d'obtention de la bétaïne à partir de la filière bioéthanol

Les vinasses de distillerie sont peu valorisées alors qu elles contiennent une quantité importante de bétaïne, pouvant être récupérée par un procédé multi-étapes (précipitation dans l éthanol, décoloration sur charbon actif et fractionnement sur résine échangeuse d ions). L étape de précipitation a été optimisée par une méthode Simplex au niveau de la température et du rapport massique éthanol/vinasse. Un optimum a été obtenu pour une température de 21 C et un rapport massique de 4,58, et permet de séparer 52,4 % de la masse sèche des vinasses. Une étude rhéologique du mélange éthanol-vinasse a été effectuée afin de réunir les conditions optimales d agitation et de maintenir une suspension homogène. La configuration optimale (hélice marine modifiée à 400 tr.min-1) a ensuite été utilisée pour réaliser l extrapolation à l échelle pilote en similitude géométrique. Après avoir séparé l éthanol du filtrat, l étude des différents paramètres de l adsorption sur charbon actif a été effectuée. Les basses températures ainsi que les pH acides de l adsorbat favorisent l adsorption des composés organiques présents dans le résidu traité. Il a également été mis en évidence l influence de la taille granulométrique, de l acidité résiduelle, du volume microporeux et des groupements oxygénés de surface des différents charbons actifs étudiés. Les isothermes d adsorption à l équilibre ont pu être modélisées par le modèle de Langmuir. Les équations mathématiques ont été utilisées afin de prédire les performances d un procédé d adsorption à courants croisés, permettant de réaliser une économie sur la quantité de charbon actif nécessaire à la décoloration d un résidu. La solution de bétaïne ainsi purifiée est ensuite concentrée par passage sur résines cationiques fortement acides. La consommation en éluant, ainsi que la pureté en bétaïne, ont été optimisées. Il a également été montré l influence de la forme ionique de la résine et de la charge saturante. Dans le cadre d un plan d expérience, des corrélations liant la concentration en éluant et le débit d élution ont été établies et ont permis de montrer que l effet de la concentration en éluant est prépondérant par rapport à celui du débit d élution. Enfin, la bétaïne a été cristallisée sous forme de chlorhydrate et sa structure vérifiée par RMN et spectroscopie IRORLEANS-BU Sciences (452342104) / SudocSudocFranceF