Lycée Anguier – 76260 EU Lycée polyvalent Anguier Place Gaston Leroux 76260 EU Tel : 0235066960.
Le projet éthanol mis en place au lycée
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Transcript of Le projet éthanol mis en place au lycée
Le projet éthanol mis Le projet éthanol mis en place au lycéeen place au lycée
Objectif 2007:Objectif 2007:
Production d’un Agro-Production d’un Agro-carburantcarburant
À base de pain recycléÀ base de pain recyclé
La matière premièreLa matière premièreun déchet le pain du un déchet le pain du
selfself
pain blancpain blanc récupéré au récupéré au self après le self après le
serviceservice
TREMPAGETREMPAGE
La fabrication de l’éthanol La fabrication de l’éthanol assurée par la levure de assurée par la levure de
boulangerboulanger
Observation au microscope Observation au microscope optique objectif x40optique objectif x40
La préparation du milieu de La préparation du milieu de culture pour la levure de culture pour la levure de
boulangerboulangerPesé du milieu Sabouraud Pesé du milieu Sabouraud + 2% de glucose+ 2% de glucose
Ajout de l’eau déminéraliséeAjout de l’eau déminéralisée
La mise en culture de la La mise en culture de la levure et l’obtention du levure et l’obtention du
levainlevain
+ levure+ levure
2h30 d’humidification du pain 2h30 d’humidification du pain et de culture des levures et de culture des levures
Récupération de la mie de Récupération de la mie de pain humidifiée pain humidifiée
Le broyage du pain mouilléLe broyage du pain mouillé
avec ou sans la croûteavec ou sans la croûte
broyagebroyage
Mélange pain broyer 1/3 Mélange pain broyer 1/3 et levain 2/3et levain 2/3
Conditions de cultureConditions de cultureAgitation, aération et Agitation, aération et
températuretempérature
Au bout de 2 semaines de Au bout de 2 semaines de fermentation la pâte fermentation la pâte
cellulaire sédimente , on cellulaire sédimente , on peut prélever le surnagent peut prélever le surnagent
pour le distiller pour le distiller
Agitation et Agitation et légère légère
aération pour aération pour faciliter faciliter
l’accès au l’accès au substrat pour substrat pour les levures les levures
En quoi consiste la En quoi consiste la fermentation ?fermentation ?
Observation du mou de fermentationObservation du mou de fermentation
Levure bourgeonante Levure bourgeonante
Vérification de l’état de Vérification de l’état de survie des levuressurvie des levures
La distillation du surnageant La distillation du surnageant
L'éthanol contenu dans le surnagent L'éthanol contenu dans le surnagent s'évapore à 70°C, il est ensuite s'évapore à 70°C, il est ensuite
condensé puis récupéré dans le ballon condensé puis récupéré dans le ballon
Peu à peu, on récupère Peu à peu, on récupère l'éthanol prêt a l'emploi l'éthanol prêt a l'emploi dans un ballondans un ballon
Récupération de Récupération de l'éthanoll'éthanol
L'éthanol gazeux L'éthanol gazeux passe dans la passe dans la colonne colonne réfrigérante et se réfrigérante et se condense condense
Du pain recyclé à l’éthanol Du pain recyclé à l’éthanol distillé distillé
Maintenant, il ne reste plus Maintenant, il ne reste plus qu’à faire rouler les qu’à faire rouler les
voitures.. voitures..
Vroum, Vroum… Vroum, Vroum…
Objectif 2008:Objectif 2008:
Production d’éthanolProduction d’éthanol
À base de pain recycléÀ base de pain recyclé
et et
de topinambourde topinambourNotre objectif Notre objectif
l’amélioration de la l’amélioration de la production d’éthanolproduction d’éthanol
PHASE PHASE DE DE
REFLEXIONREFLEXION
Pain recyclé = soucis de rendement de production en éthanol
Décision : introduction d’une nouvelle source de carbone. Mais laquelle ?
Réflexion sur les agrocarburants :
??
Décision : Prendre en compte les risques de ce type de production :
Risque de concurrence avec les Risque de concurrence avec les productions alimentaires au profit productions alimentaires au profit
de la production d’énergie de la production d’énergie
Remplir le réservoir d’un 4x4 avec 94,5 litres d’éthanol pur nécessite environ 204 kg de maïs, soit l’équivalent en calories pour nourrir une personne pendant un an.
selon une étude publiée par la revue américaine Foreign Affairs
Hausse du prix des matières Hausse du prix des matières premières premières
Depuis le début de l’année 2007, le prix du blé a augmenté de 61,3%, le maïs de 53,9% et les oléagineux de 20,3%.
selon l’Insee
Risque de pénurie de denrées Risque de pénurie de denrées alimentaires dans les pays les plus alimentaires dans les pays les plus
pauvres pauvres L’usage de plus en plus fréquent de l’éthanol comme biocarburant risquerait de menacer l’alimentation des 2,7 milliards de personnes dans le monde qui vivent avec moins de 2 dollars par jour. Risque de famine.
Risque environnemental si la Risque environnemental si la production devient intensive production devient intensive
- Consommation de grandes quantités d'eau, - Pollution des eaux par l'usage abusif d’engrais et de pesticide,- Épuisement des sols par une surexploitation des terres...
Risque d’accentuer les problèmes de Risque d’accentuer les problèmes de déforestation déforestation
Déjà constaté au Brésil pour la production de canne à sucre (filière alcool) et en Indonésie, certains pays d’Afrique, d’Asie et d’Amérique latine pour la plantation de palmier à huile (filière huile)
Notre choix: le Topinambour
Pourquoi ?Tubercule originaire du Canada et ramené en France par les colons en 1613.
Utilisé en tant que légume de rationnement lors de la seconde guerre mondiale et sous sa forme fourragère, il a permis de nourrir le bétail.
A l’heure actuelle, grâce à ces fleurs ressemblant à celle du tournesol et sa fleuraison automnale, le topinambour est davantage utilisé dans les massifs floraux et sa consommation reste marginale.
Rustique et facile à cultiver même sur des sols les plus pauvres, il n'est pas sensible aux maladies, ni aux prédateurs, ni au froid tant que le tubercule reste dans la terre et il ne nécessite pas d’arrosage.
Riche en inuline, il n’est pas assimilable par notre organisme et sert plutôt de fibre alimentaire facilitant le transit intestinal.
PHASE PHASE DE DE
RECHERCHERECHERCHE
Avec les 2ème Avec les 2ème année de BTS année de BTS
BiotechnologiesBiotechnologies
Examen microscopique des Examen microscopique des différentes souches différentes souches
Kluveyromyces lactis (KL)
Vérification de la pureté des Vérification de la pureté des différentes souchesdifférentes souches
Isolement des différentes souches
des levains sur milieu Sabouraud
Examen macroscopique des Examen macroscopique des différentes souches différentes souches
Aspect microscopique des colonies des différentes souches
sur milieu Sabouraud après 48 heures d'Incubation à 30°C
Test d'assimilation de l'amidon et Test d'assimilation de l'amidon et de l'inuline par les différentes de l'inuline par les différentes
souchessouches Allumage du bec bunsen pour créer une
zone stérile pour manipuler à l'abris de toute contamination
Réalisation d'une
suspension
Dépôt d'une strie de 10µL de chaque suspension sur les deux boîtes de milieu Auxanogramme + inuline ou amidon avec une anse calibrée, incubation 48h à 30°C
Toutes des souches de levures testées sont capables d'assimiler l'Inuline et l'Amidon comme seules sources de
carbone
Suivi de croissance des souches de levure Suivi de croissance des souches de levure en présence de différentes sources de en présence de différentes sources de
carbone et dans des conditions carbone et dans des conditions physiologiques variables physiologiques variables
Suivi de croissance par mesure du Suivi de croissance par mesure du trouble à l'aide du trouble à l'aide du
spectrophotomètre spectrophotomètre
Suivi de croissance par comptage Suivi de croissance par comptage des levures en cellule de Malassez des levures en cellule de Malassez
levure
Exploitation des résultats Exploitation des résultats
le suivi de croissance de toutes les souches en présence d'amidon et d'inuline à différentes températures nous
renseigne sur la température la plus favorable au développement des levures, ici il s'agit de la température
30°C
Préparation de la boîte de dosage Préparation de la boîte de dosage de l'inuline dans le jus de de l'inuline dans le jus de
TopinambourTopinambour
Préparation du jus de topinambour Préparation du jus de topinambour à doserà doser
Broyage des tubercules de topinambour
à l'aide d'une centrifugeuse
Filtration du jus obtenu
Dépôt des disques pour le dosage Dépôt des disques pour le dosage de l'inulinede l'inuline
Dépôt des disques sur la boîte ensemencée
avec Kluveromyces marxianus
Imprégnation des disques avec 10µL de chaque dilution de la solution d'inuline à 1%
Dépôt des disques à l'aide d'une pince stérile
Malheureusement, ce test n'a pas donné des résultats concluants : absence de pousse de Kluveromyces marxianus
et développement des microorganismes présents dans le jus de topinambour non filtré avant dépôt.
Récupération de la mie de pain Récupération de la mie de pain
Récupération uniquement de la mie de pain car la croûte contient des
substances inhibitrices de la fermentation
Récolte et Lavage des tubercules de Récolte et Lavage des tubercules de topinambourtopinambour
Ramassage des tubercules de topinambour après sa fleuraison à l'automne
Tubercules de Topinambours récoltés dans un seau
Lavage des tubercules de Topinambour
pour éviter l'introduction de bactéries
du sol dans le mou de fermentation
Pesée des tubercules de Pesée des tubercules de topinambour et de la mie de paintopinambour et de la mie de pain
Pesée des tubercules de Topinambour en vu du calcul du rendement
de production en éthanol
Pesée de la mie de pain en vu du calcul du rendement de production
Découpe et Broyage des tubercules Découpe et Broyage des tubercules de Topinambourde Topinambour
Découpe des tubercules de topinambour
Broyage des tubercules de topinambour et obtention du jus
pour la fermentation
Broyage de la mie de pain et obtention du jus pour la fermentation
Choix des différentes fermentations Choix des différentes fermentations à mener en fonction des résultats à mener en fonction des résultats
obtenus au cours de la séanceobtenus au cours de la séance
synthèse des résultats de croissance
Mise en route des différentes Mise en route des différentes fermentationsfermentations
Mélange des différents jus pain et/ou topinambour et levain de levure en fonction des résultats
les plus concluant obtenus lors des suivis de croissance
Jus de mie de pain + Kluveromyces marxianus
Mous près à être incubésMous près à être incubés
Incubation à l'étuve à 30°C la Incubation à l'étuve à 30°C la température optimale de température optimale de
développement des levuresdéveloppement des levures
Suivi de l'augmentation du taux d'alcool Suivi de l'augmentation du taux d'alcool dans les mous de fermentation : dans les mous de fermentation :
prélèvement d'échantillons de mou à prélèvement d'échantillons de mou à intervalles réguliers pour doser l'éthanolintervalles réguliers pour doser l'éthanol
Agitation des erlens contenant les mous de fermentation
Ouverture d'un erlen
Récupération de quelques millilitres de chaque mou de fermentation
Congélation en attente d'un dosage de l'éthanol
Identification et conservation Identification et conservation des souches de levuredes souches de levure
Auxanogramme : test d'assimilation de différentes sources de carbone par voie oxydative
la présence d'une culture traduit la capacité de la souche à assimiler la source de carbone par voie oxydative
Zymogramme : test d'assimilation de différentes sources de carbone par voie fermentative
le virage de l'indicateur coloré du bleu au jaune traduit la capacité de la souche à assimiler la source de carbone par
voie fermentative
test de réduction du TTC, l'apparition d'un anneau rose
signifie que le TTC est réduit par la souche de levure étudiée
Distillation des moûts de Distillation des moûts de fermentationfermentation
Filtration du mou de fermentation
Filtrat du mou de fermentation versé dans le ballon du distillateur
Distillation du filtrat du mou de fermentation
PHASE PHASE DE DE
PRODUCTIONPRODUCTION
Avec les 2nd option Avec les 2nd option Biologie Laboratoire Biologie Laboratoire
ParamédicalParamédical
Préparation du milieu Sabouraud pour la culture des levures
Pesée de la poudre de milieu Sabouraud
Ajout de l'eau pour dissoudre la poudre de milieu
Agitation à 150°C avec un agitateur magnétique quelques minutes
Mise en culture des différentes souches de levures
Ouverture de l'erlen de préculture de levure et mélange avec le milieu Sabouraud
Incubation des cultures de levures pendant 2h30 à l'étuve à 30°C
Incubation 2h30 des différentes souches de levures
Préparation du topinambour
Lavage des tubercules pour les débarrasser de la terre qui apporte des germes néfastes
à une bonne fermentation alcoolique
Récupération des germes de tubercule de topinambour pour les planter dans les espaces verts du
lycée
Découpe du topinambour en petits morceaux avant de les broyer
Les morceaux de topinambours sont stockés dans un grand bêcher avant
broyage
Pesée du topinambour
Broyage du topinambour et
obtention d'un jus riche en inuline substrat de la fermentation alcoolique
par les levures
Préparation la mie de pain
Récupération uniquement de la mie de pain riche en amidon substrat de la fermentation alcoolique par les levures
La croûte du pain n'est pas utilisée car elle contient des agents inhibiteurs de la
fermentation alcoolique
Pesée de la mie de pain Ajout d'eau et broyage de la mie de pain
Préparation des différents mous de fermentation
1er Mélange : Pain + Saccharomyces cerevisiae ( levure de boulanger )
Ajout de la préculture de Saccharomyces cerevisiae dans le broyat de mieMélange à l'aide du mixeur pour fluidifier le mélange
Mélange Pain + Saccharomyces cerevisiae
près à être incuber pour 3 semaines à 30°C
3ème Mélange : Topinamabour + Torulopsis rubra
Dépôt d'une partie du jus de topinambour dans un erlen
Mesure du volume de la culture de Kluveromyces marxianus à ajouter dans une grande éprouvette
4ème Mélange: topinambour + pain + Kluveromyces marxianus et Torulopsis rubra
Mélange des cultures de Kluveromyces marxianus et Torulopsis rubra
Avec les 2nd option Avec les 2nd option Biologie Laboratoire Biologie Laboratoire
ParamédicalParamédical
RENCONTRE DU RENCONTRE DU PROJET ETHANOL ET PROJET ETHANOL ET
DU PROJET DU PROJET COMPOSTAGECOMPOSTAGE
LE PROJET : Tri sélectif au self en janvier
En janvier, lancement du projet d'expérimentation du compostage actif des déchets de cantines et des déchets verts du lycée.
Récupération du composte obtenu à partir du traitement des déchets biodégradables du self
Direction l'entrée du lycée, pour déposer le composte...
Dépôt et étalage du composte
Dépôt et étalage du composte
Dispersion des tubercules de topinambours sur le tapis de composte
Seau contenant les tubercules de topinambour
Plantation des tubercules dans le composte
Tubercules de topinambour
Récupération du terreau pour recouvrir les tubercules
Les tubercules sont recouverts de terreaux
Silence ça pousse...
Objectif 2009:Objectif 2009:
Production d’éthanolProduction d’éthanol
à partir de la fermentation à partir de la fermentation du pain recyclé et de du pain recyclé et de
topinambourtopinambour
Phase test en Génie Phase test en Génie fermentairefermentaire
Préparation suspension pour Préparation suspension pour observation microscopique observation microscopique
Examen Examen microscopimicroscopi
que des que des différentes différentes souches souches
Saccharomyces cerevisiae (SC)
Kluveromyces lactis (KL)
Suivi de la Suivi de la croissance de croissance de
différentes levures différentes levures en présence en présence d’amidon ou d’amidon ou
d’inuline à 30°C, 250 d’inuline à 30°C, 250 rpm, pH 5-6 rpm, pH 5-6
GENIE FERMENTAIRE GENIE FERMENTAIRE
Prélèvement Prélèvement d’un échantillon d’un échantillon
de moût de de moût de fermentation fermentation
sur SGisur SGi
Prélèvement Prélèvement d’un échantillon d’un échantillon
de moût de de moût de fermentation fermentation
sur Trytonsur Tryton
Prélèvement d’un Prélèvement d’un échantillon de moût de échantillon de moût de
fermentation sur fermentation sur SartoriusSartorius
Préparation Préparation cuve pour une cuve pour une
lecture lecture d’absorbanced’absorbance
Lecture de Lecture de l’absorbancel’absorbanceà 600nm au à 600nm au
spectrophotomèspectrophotomètretre
Choix des différentes Choix des différentes fermentations à mener en fermentations à mener en
fonction des résultats obtenus fonction des résultats obtenus au cours de la séanceau cours de la séance
Résultats de suivi de Résultats de suivi de croissance avec l’inulinecroissance avec l’inuline
Résultats de suivi de Résultats de suivi de croissance avec l’amidoncroissance avec l’amidon
Vérification de l’absence de Vérification de l’absence de contamination en cours de contamination en cours de
fermentation par isolement sur fermentation par isolement sur gélose Sabouraudgélose Sabouraud
Présence d'un seul type de colonie sur chaque isolement donc les différentes souches sont
pures
Zymogramme : test d'assimilation de
différentes sources de carbone par voie
fermentative
Profilage biochimique des Profilage biochimique des différentes souchesdifférentes souches
Zymogramme : test d'assimilation
de différentes sources de carbone
par voie fermentative
le virage de l'indicateur coloré du bleu au jaune traduit la capacité de la souche à assimiler la source de
carbone par voie fermentative
auxanogramme : test d'assimilation de
différentes sources de carbone par voie oxydative
Auxanogramme : test d'assimilation de
différentes sources de carbone par voie oxydative
la présence d'une culture traduit la capacité de la
souche à assimiler la source de carbone par voie oxydative
Mise en route des différentes Mise en route des différentes fermentationsfermentations
Récupération uniquement de la mie de
pain car la croûte contient des substances
inhibitrices de la fermentation
Récolte et Lavage des
tubercules de topinambour
Pesée des tubercules de topinambour et de la mie de pain
Découpe et Broyage des tubercules de
Topinambour
Broyage de la mie de pain et obtention du jus pour la
fermentation
Mélange des différents jus pain et/ou topinambour et levain de levure en fonction des résultats les plus concluant obtenus lors
des suivis de croissance
prélèvement des moûts à t0
Mous près à être incubésMous près à être incubés
POUR DECOUVRIR TOUT LE PROJET ECOMARATHON TAPEZ :
http://decaz.ecomarathon.free.fr
MERCI DE VOTRE VISITE
TOUT AU LONG DE LA JOURNÉE VENEZ DECOUVRIR TOUT AU LONG DE LA JOURNÉE VENEZ DECOUVRIR LE TERROIR AVEYRONNAIS LE TERROIR AVEYRONNAIS
- à 12h : Apéro dégustation d’un verre de vin rouge de Marcillac avec du fromage Laguiole AOC et du pain de campagne,-à 16 h : Goûter délice de Fouace Aveyronnaise,
-à 19h : Apéro autour d’un verre de Ratafia,
suivi du Repas Aligot – Saucisse et d’une Animation musicale.
TOUTE LA TOUTE LA JOURNEE JOURNEE ATELIER ATELIER
DECOUVERTE DECOUVERTE DES TRAVAUX DES TRAVAUX DES ELEVESDES ELEVES
Diaporama réalisations 2008Galerie photos et planches de présentation des projetsObservation des levures au microscope, distillation de l’éthanol