FR3050729A1 - Procede de separation magnetique de la lignine et de la cellulose - Google Patents

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Abstract

L'invention décrit un procédé de séparation magnétique d'un substrat contenant de la lignine et de la cellulose, ledit procédé comprenant les étapes suivantes utilisant des particules magnétiques. L'invention concerne également l'utilisation dudit procédé de séparation magnétique dans un procédé de production de sucres et/ou d'alcools à partir de la biomasse lignocellulosique.

Description

La présente invention concerne un procédé de séparation magnétique d’un substrat comprenant de la lignine et de la cellulose. Un autre aspect de l’invention concerne l’utilisation dudit procédé de séparation magnétique dans un procédé de production de sucres et/ou d’alcools à partir de la biomasse lignocellulosique.
Devant l'augmentation de la pollution et du réchauffement climatique, de nombreuses études sont actuellement menées pour utiliser et optimiser les bioressources renouvelables, comme la biomasse lignocellulosique.
La biomasse lignocellulosique est composée de trois principaux polymères, aussi appelés macromolécules: la cellulose (35 à 50%), l'hémicellulose (23 à 32%) qui est un polysaccharide essentiellement constitué de pentoses et d'hexoses et la lignine (15 à 25%) qui est un polymère de structure complexe et de haut poids moléculaire, provenant de la copolymérisation d'alcools phénylpropénoïques. Ces différentes macromolécules sont responsables des propriétés intrinsèques de la paroi végétale et s'organisent en un enchevêtrement complexe.
La cellulose, majoritaire dans cette biomasse, présente un grand potentiel pour former des matériaux et des biocarburants. Cependant, le potentiel de la cellulose et de ses dérivés n'a pas pu pour le moment être complètement exploité. Un des verrous technologiques identifiés concerne la séparation de la cellulose des autres polymères notamment de la lignine.
La transformation de la biomasse lignocellulosique par des procédés biotechnologiques utilise une étape d'hydrolyse enzymatique de la cellulose contenue dans les matières végétales pour produire du glucose. Le glucose obtenu peut ensuite être fermenté en présence de levures en différents produits tels que des alcools ou des acides. Cependant, la cellulose contenue dans la biomasse lignocellulosique native est particulièrement réfractaire à l’étape d'hydrolyse enzymatique, car la cellulose est protégée par l’hémicellulose et la lignine et n'est par conséquent pas directement accessible aux enzymes. Pour s'affranchir de ce caractère réfractaire, une étape de prétraitement en amont de l'hydrolyse enzymatique est nécessaire.
Pour ce faire, il existe de nombreuses méthodes de prétraitement chimique, enzymatique, microbiologique des matériaux riches en cellulose pour améliorer l'étape ultérieure d'hydrolyse enzymatique. Ces méthodes sont par exemple : l'explosion à la vapeur, les procédés Organosolv, l'hydrolyse à l'acide dilué ou concentré ou encore le procédé AFEX ("Ammonia Fiber Explosion" selon la terminologie anglo-saxonne). Cependant, ces procédés présentent une faible efficacité de séparation de la lignine de la cellulose, de sorte que jusqu’à plus de 40% poids de lignine peuvent être envoyés inutilement avec la cellulose dans les étapes ultérieures de transformation de la cellulose par hydrolyse enzymatique et par fermentation. En outre, cette lignine peut présenter des effets inhibiteurs pour les enzymes ou les levures. De ce fait, une étape de séparation de la lignine et de la cellulose après le prétraitement et avant l’étape d’hydrolyse enzymatique permettrait un gain substantiel.
Certains prétraitements, notamment les procédés Organosolv sont capables de séparer la lignine des deux autres macromolécules notamment la cellulose et l’hémicellulose. Toutefois, les prétraitements par les procédés Organosolv nécessitent l’introduction de solvants organiques onéreux qui peuvent aussi être des inhibiteurs pour les étapes d’hydrolyse enzymatique et de transformation de la cellulose par fermentation. L’utilisation des particules magnétiques est connue de l’homme du métier, et a longtemps trouvé son application dans la séparation des minerais ou dans le domaine biomédical, notamment dans des applications in vivo comme la détection en imagerie médicale par résonnance magnétique. Récemment, Pereira et al. (Physica C 408-410, 2004, 940-942) a réalisé des travaux sur l’élimination par séparation magnétique des composés inorganiques contenus dans un substrat de la cellulignine. L’objet de ces travaux visait essentiellement l’extraction d’une partie des métaux comme le magnésium ou le fer. Pereira et al. ne fait pas mention de la séparation de la cellulose et de la lignine à partir d’un substrat lignocellulosique.
Par ailleurs Cerff et al. (Bioresource Technology 118, 2012, 289-295) ont décrit l’utilisation de particules de magnétite pour adsorber des algues à leur surface selon le pFI et la concentration en particules. Cerff et al. ne fait aucune mention de la séparation de la cellulose et de la lignine contenues dans un substrat lignocellulosique.
Dans l’optique d’améliorer l’efficacité de séparation de la cellulose et de la lignine à partir d’un substrat lignocellulosique, notamment en termes de sélectivité et de rendement de séparation, la demanderesse dans ses recherches a mis au point un nouveau procédé de séparation mettant en œuvre les propriétés magnétiques de particules magnétiques.
En particulier, la présente invention porte sur un procédé de séparation magnétique d’un substrat contenant de la lignine et de la cellulose, ledit procédé comprenant les étapes suivantes: a) la mise en contact du substrat avec des particules magnétiques, b) l’agitation du mélange issu de l’étape a) pendant une durée au moins égale à une minute, de préférence comprise entre 2 et 60 minutes, de préférence à une température comprise entre 25°C et 90°C, dans des onditions permettant de favoriser l’agrégation sélective des particules magnétiques avec la lignine, c) et au moins l’application d’un champ magnétique au mélange issu de l’étape b) permettant de séparer une fraction magnétique enrichie en lignine et une fraction non magnétique enrichie en cellulose.
Le procédé selon l’invention présente l’avantage d’être efficace et peu perturbateur pour les étapes ultérieures de transformation de la cellulose: les particules magnétiques peuvent être réutilisées plusieurs fois dans le procédé de séparation et leur biocompatibilité permet d’éviter toute inhibition potentielle des enzymes et des levures. D’autre part, le procédé selon l’invention permet la séparation de deux fractions enrichies soit en cellulose soit en lignine, et permet ainsi une meilleure valorisation à la fois de la lignine et de la cellulose.
Un autre avantage selon l’invention est de permettre, par une sélection optimale de la taille des particules magnétiques d’une part et une fonctionnalisation desdites particules d’autre part, d’augmenter la surface d’interaction ainsi que la sélectivité d’interaction des particules magnétiques avec les macromolécules ciblées du substrat.
Un autre avantage selon le procédé de l’invention est qu’il est possible d’envoyer une fraction non magnétique essentiellement enrichie en cellulose dans les étapes ultérieures d’hydrolyse enzymatique et de fermentation alcoolique.
Description sommaire de l'invention L’invention concerne un procédé de séparation magnétique d’un substrat contenant de la lignine et de la cellulose, ledit procédé comprenant les étapes suivantes: a) la mise en contact du substrat avec des particules magnétiques. b) l’agitation du mélange issu de l’étape a) pendant une durée au moins égale à une minute, de préférence comprise entre 2 et 60 minutes, de préférence à une température comprise entre 25°C et 90°C, dans des onditions permettant de favoriser l’agrégation sélective des particules magnétiques avec la lignine, c) et au moins l’application d’un champ magnétique au mélange issu de l’étape b) permettant de séparer une fraction magnétique enrichie en lignine et une fraction non magnétique enrichie en cellulose.
De préférence, le rapport massique entre les particules magnétiques et le substrat dans l’étape a) est compris entre 1:40 et 1:1.
De préférence, les particules magnétiques utilisées dans l’étape a) ont une taille comprise entre 50 nm et 5 pm.
De préférence, lesdites particules magnétiques contiennent au moins 15 % en poids de composés ferromagnétiques ou superparamagnétiques.
De préférence, préalablement à l’étape a), les particules magnétiques sont traitées dans une solution basique à un pH compris entre 7 et 14, puis séchées à une température comprise entre 50°C et 70 °C.
De préférence, les particules magnétiques sont enrobées de silice non poreuse ou de silice non poreuse greffée avec des groupements acides phénylboroniques liés au moins une molécule de cellulose ou à un dérivé de la cellulose.
De préférence, l'application du champ magnétique est réalisée au moyen d'un aimant permanent ou d’un électro-aimant dont l’induction électromagnétique ou la magnitude est comprise entre 0,5 à 2 Tesla.
De préférence, le substrat est issu d’une étape de prétraitement de la biomasse lignocellulosique.
De préférence, la biomasse lignocellulosique est obtenue à partir de bois brut ou traité, de sous-produits de l'agriculture tels que la paille, de fibres de plantes, de cultures forestières, de résidus de plantes alcooligénes, sucrières et céréalières, de résidus de l'industrie papetière, de biomasse marine ou de produits de transformations de matériaux lignocellulosiques. L’invention concerne également l’utilisation du procédé de séparation selon l’invention dans un procédé de production de sucres et/ou d’alcools à partir de la biomasse lignocellulosique.
Description détaillée de l'invention
Le procédé permet de séparer efficacement un substrat comprenant de la lignine et de la cellulose.
Le substrat selon l’invention est généralement issu d’une charge de biomasse lignocellulosique. La biomasse lignocellulosique employée dans le procédé selon l'invention est obtenue à partir de bois (feuillus et résineux), brut ou traité, de sous-produits de l'agriculture tels que la paille, de fibres de plantes, de cultures forestières, de résidus de plantes alcooligènes, sucrières et céréalières, de résidus de l'industrie papetière, de biomasse marine (par exemple macroalgues cellulosiques) ou de produits de transformations de matériaux lignocellulosiques.
Préférentiellement la biomasse lignocellulosique utilisée est du bois, de la paille de blé, de la pulpe de bois, du miscanthus, de la paille de riz ou des tiges de maïs.
Selon le procédé de l’invention, les différents types de biomasse lignocellulosique peuvent être utilisés seuls ou en mélange.
Dans un mode de réalisation, le substrat utilisé dans le procédé de séparation de l’invention est issu de la biomasse prétraitée dans des conditions permettant de déstructurer la lignocellulose en modifiant les propriétés physiques et physico-chimiques du matériau lignocellulosique. L’étape de prétraitement peut se faire selon tous types de prétraitement de biomasse lignocellulosique connus de l’homme du métier. Une étape de conditionnement au préalable, incluant par exemple un broyage ou un épierrage peut être aussi réalisée. L'étape de prétraitement peut être un traitement thermique, chimique, mécanique et/ou enzymatique ou une combinaison de ces traitements.
Selon une variante préférée, l’étape de prétraitement est choisie parmi un prétraitement en conditions acides tels qu’une cuisson acide ou l’explosion à la vapeur en conditions acides, un prétraitement en milieux alcalins tels qu’un prétraitement au sulfure de sodium (procédé Kraft), un procédé ARP (selon la terminologie anglo-saxonne Ammonia Recycle Percolation) ou un procédé APEX (selon la terminologie anglo-saxonne Ammonia Fiber Explosion), un prétraitement oxydant tels qu'un prétraitement utilisant l'ozone, le peroxyde d'hydrogène, l'oxygène ou l'acide peracètique, un prétraitement sans ajout de réactifs chimiques tel que l’explosion à la vapeur sans ajout d'acide ou le prétraitement par lavage à l'eau très chaude, ou encore un procédé organosolv.
Avantageusement, l’étape de prétraitement est un prétraitement par l'explosion à la vapeur en conditions acides. Dans les conditions optimales, de 150 à 250 °C pendant quelques minutes.
Les particules magnétiques utilisées dans le procédé de l’invention sont de préférence des particules dont la taille est comprise entre 50 nm et 5 pm, de préférence entre 50 nm et 1 pm, de manière plus préférée entre 50 nm et 100 nm.
Les particules magnétiques utilisées dans le procédé de l’invention présentent préférentiellement des propriétés ferromagnétiques et de préférence superparamagnétiques. Les particules superparamagnétiques présentent l’avantage de ne pas conserver d'aimantation rémanente en l'absence de champ magnétique. Cette absence d'aimantation rémanente permet de ne pas induire d'interactions magnétiques entre les particules de nature à provoquer leur agglomération, contrairement à ce qui serait observé avec des particules magnétiques classiques qui tendent à s'attirer les unes les autres pour compenser leurs moments magnétiques rémanents.
De préférence, les particules magnétiques utilisées dans le procédé selon l’invention contiennent au moins 15 %, de préférence au moins 30 % en poids de composés ferromagnétiques ou superparamagnétiques. Ces composés constituent le cœur des particules magnétiques et sont avantageusement selon l’invention à base de magnétite ou de maghémite.
Il peut être avantageux de traiter la surface des particules magnétiques pour favoriser l’extraction avant leur utilisation dans l’étape a).
Les particules magnétiques peuvent être traitées dans une solution basique, de préférence une solution aqueuse de soude, à un pH compris entre 7 et 14, de préférence entre 9 et 14, de manière plus préférée à un pH compris entre 10 et 14, de préférence pendant une durée comprise entre 10 et 24 h, puis séchées à une température comprise entre 50°C et 70°C, de préférence pendant une durée comprise entre 8 et 12 h.
Les particules magnétiques utilisées dans le procédé selon l’invention sont de préférence enrobées de silice non poreuse ou de silice non poreuse greffée avec des groupements acides phénylboroniques liés au moins à une molécule de cellulose ou à un dérivé de la cellulose.
Il a été constaté que les particules magnétiques, notamment des particules magnétiques enrobées de silice non poreuse ou de silice non poreuse greffée avec des groupements acides phénylboroniques liés au moins à une molécule de cellulose ou à un dérivé de la cellulose, présentait une meilleure sélectivité pour la lignine. De ce fait, la fraction non-magnétique est enrichie en cellulose.
Dans l’étape a) de mise en contact du substrat avec les particules magnétiques, les particules magnétiques peuvent être introduites sous forme solide ou en suspension dans un solvant. Avantageusement, les particules magnétiques sont introduites en suspension en phase aqueuse.
Dans l’étape a) de mise en contact du substrat avec les particules magnétiques, le rapport massique entre les particules magnétiques et le substrat est avantageusement compris entre 1:40 et 1:1, de préférence entre 1:40 et 1:4, de manière plus préférée entre 1:20 et 1:8.
Selon l’invention, l’étape a) de mise en contact du substrat avec les particules magnétiques est avantageusement suivie d’une étape d’agitation du mélange issu de l’étape a). L’étape d’agitation peut être suivie d’une étape de décantation. Les étapes a) et b) permettent d’améliorer le contact entre les particules magnétiques et la macromolécule ciblée du substrat.
Avantageusement, une fois que les particules magnétiques sont mises en contact avec le substrat dans l’étape a), le mélange issu de l’étape a) est agité pendant une durée au moins égale à une minute, de préférence comprise entre 2 et 60 minutes, de préférence ente 2 et 15 minutes, de manière plus préférée entre 5 et 15 minutes, de manière encore plus préférée entre 10 et 15 minutes, de préférence à une température comprise entre 25°C et 90 °C, de préférence entre 25 °C et 50 °C et de maniàar encore plus préférée entre 30 et 40 °C, puis avantageusement décanté pendant une cLirée comprise entre 2 et 15 minutes, de préférence ente 5 et 15 minutes, de manière encore plus préférée entre 10 et 15 minutes. L’étape c) du procédé de l’invention consiste à appliquer un champ magnétique au mélange issu de l’étape b). Cette étape permet de séparer la fraction magnétique enrichie en une des macromolécules et d’une fraction non magnétique enrichie en l’autre macromolécule du substrat. Avantageusement, la fraction non magnétique est enrichie en cellulose pour être directement (et donc sans étape supplémentaire) envoyée vers l’étape d’hydrolyse enzymatique. L’application du champ magnétique est avantageusement réalisée au moyen d'un aimant permanent ou d’un électro-aimant dont l’induction électromagnétique ou la magnitude est comprise entre 0,5 à 2 Tesla, de préférence entre 0,7 et 1,5 Tesla.
Les étapes b) à c) peuvent être répétées sur la fraction non magnétique issue de l’étape c) de manière à extraire les particules magnétiques agrégées avec la lignine non séparées lors des passages précédents, et ainsi optimiser l’efficacité du procédé de séparation de l’invention.
La ou les fraction(s) magnétique (s), préférentiellement contenant les particules magnétiques agrégées essentiellement avec la lignine, peu(ven)t ensuite avantageusement être soumise(s) à une étape permettant de séparer lesdites particules magnétiques de la lignine. Cette étape peut être réalisée par tout moyen connu de l’homme du métier. En particulier, la ou les fractions magnétique (s) est(sont) soumise(s) à une étape de traitement chimique ou thermique permettant de séparer les particules magnétiques de la lignine.
Les particules magnétiques séparées peuvent être recyclées dans le procédé de séparation selon l’invention.
Le procédé selon l’invention peut être utilisé dans le cadre plus large d’un procédé de production de sucres et d’alcools à partir de la biomasse lignocellulosique.
Dans un mode de réalisation préféré, la fraction non magnétique enrichie en cellulose issue de l’étape c) du procédé de séparation est directement soumise à une étape d’hydrolyse enzymatique et une étape de fermentation alcoolique.
En particulier, la fraction non magnétique enrichie en cellulose issue de l’étape c) du procédé de séparation est directement envoyée dans une étape d) d’hydrolyse enzymatique utilisant des enzymes cellulolytiques produisant un effluent comprenant un hydrolysat contenant des sucres et un résidu solide, puis on effectue une étape e) de fermentation alcoolique de l'hydrolysat contenu dans l'effluent issu de l'étape d) en alcool par un microorganisme alcooligène de manière à produire un effluent fermenté contenant de l'alcool.
Les deux étapes d) et e) peuvent être opérées de manière simultanée, on parle d’un procédé "SSF" (selon le terme anglo-saxon pour Simultaneous Saccharification and Fermentation). Les étapes d'hydrolyse et de fermentation peuvent aussi être mises en oeuvre selon d'autres agencements connus de l'homme du métier, tel que le procédé "PSSF" (Presacchararification followed by Simultaneous Saccharification and Fermentation selon le terme anglo-saxon) ou encore le procédé "FIFIF" (Hybrid Flydrolysis and Fermentation selon le terme anglo-saxon). L’étape d) d'hydrolyse enzymatique est généralement réalisée à un pFI compris entre 4,5 et 5,5 et de préférence à un pFI compris entre 4,8 et 5,2. Elle se déroule généralement à une température entre 40 et 60 °C. L’hydrolyse enzymatque est réalisée au moyen d’enzymes produites par un microorganisme. La solution enzymatique ajoutée à la fraction non-aimantée enrichie en cellulose issue de l’étape c) du procédé de séparation contient des enzymes qui décomposent la cellulose en sucres.
Des micro-organismes, comme les champignons appartenant aux genres Trichoderma, Aspergillus, Pénicillium ou Schizophyllum, ou les bactéries anaérobies appartenant par exemple au genre Clostridium, produisent ces enzymes, contenant notamment les cellulases adaptées à l’hydrolyse poussée de la cellulose. De façon très préférée, les enzymes cellulolytiques de l'étape d) sont produits par le microorganisme Trichoderma reesei.
Les sucres obtenus par hydrolyse enzymatique sont ensuite fermentés en alcools tel que l'éthanol, le 1,3-propanediol, l'isopropanol, le 1-butanol, l'isobutanol ou le 1,4-butanediol, seul ou en mélange. De préférence, la fermentation alcoolique réalisée à l'étape e) produit de l'éthanol.
La fermentation alcoolique est assurée par des levures ou autres microorganismes alcooligènes. Au sens de la présente invention, le terme "fermentation alcoolique" désigne un procédé de fermentation des sucres en alcool(s) au seul moyen de microorganismes. Les microorganismes alcooligènes utilisés pendant l'étape de fermentation alcoolique des hexoses sont de préférence choisis parmi les levures et les bactéries, éventuellement génétiquement modifiées.
Lorsque le microorganisme alcooligène est une levure, Saccharomyces cerevisiae est celle qui est la plus performante. Il est également possible de choisir des levures telles que Schizosaccharomyces pombe ou Saccharomyces uvarum ou diastaticus. Des levures plus thermophiles, telles que les Kluyveromyces fragilis (maintenant souvent désignée par K. marxianus) présentent également un intérêt, notamment lorsque l'hydrolyse enzymatique et la fermentation alcoolique sont réalisées simultanément (procédé SSF).
Un organisme génétiquement modifié, comme par exemple une levure de type Saccharomyces cerevisiae telle que la TMB 3400 (Ohgren et al, J. of Biotech 126, 488-498, 2006) peut également être utilisé.
Lorsque le microorganisme alcooligène est une bactérie, on préférera Zymomonas mobilis qui présente une voie d’assimilation efficace pour la production d'éthanol, ou les bactéries anaérobies du genre Clostridium, comme par exemple. Clostridium acetobutylicum pour la production de mélanges d'alcools et solvants comme acétone-butanol-éthanol (ABE) ou isopropanol-butanol-éthanol (IBE), ou encore Escherichia co//pour la production d'isobutanol par exemple.
La fermentation alcoolique est réalisée préférentiellement à une température comprise entre 30°C et 40 °C, et un pH entre 3 et 6,5.
Les levures, et de préférence Saccharomyces cerevisiae sont les microorganismes utilisés de façon très préférée. Ils présentent une meilleure robustesse, sécurité, et ne nécessitent pas de stérilité pour la conduite du procédé et des installations.
Les levures du genre Saccharomyces sont capables de fermenter les seuls et uniques hexoses (glucose et mannose essentiellement). Ces levures valorisent de façon optimale les hexoses en éthanol et permettent d'atteindre de bons rendements de conversion.
Lorsque l'hydrolyse enzymatique et la fermentation alcoolique sont réalisées dans une même et seule opération (procédé SSF), de préférence la température est comprise entre 30 et 45 °C, et le pH compris entre 4 et 6.
Exemples
Tous les exemples ont été réalisés sur des mélanges modèles. La lignine utilisée dans cette étude est la lignine Protobind 1000 et la cellulose utilisée est la Sigmacell 101. Le rapport massique entre la lignine et la cellulose dans le mélange séparé à savoir la fraction non magnétique est déterminé par spectroscopie Infrarouge à l’aide d’un spectromètre IR-ATR (pour Infra Red-Attenuated Total Reflection selon la terminologie anglo-saxonne) de marque ThermoOptek (Type Nicolet). Les résultats présentés représentent une moyenne sur 3 mesures indépendantes.
Protocole de séparation magnétique :
Dans un flacon de 20 mL, on introduit 200 mg de cellulose, 200 mg de lignine et les particules magnétiques seules ou en suspension dans un solvant. On ajoute 10 ml d’eau désionisée et on agite vigoureusement pendant 10 minutes et on laisse décanter pendant 10 min puis on applique un aimant de magnitude de 1,2 Tesla sur la paroi latérale du flacon. Les macromolécules cibles sont aimantées à la paroi et la fraction non magnétique est séparée à l’aide d’une pipette dans un autre flacon de 10 mL. La fraction non magnétique est récupérée et l’eau est évaporée. Après évaporation, le solide est analysé pour connaître le rapport massique entre la lignine et la cellulose.
Exemple 1 : L’extraction est réalisée avec 50 mg de particules de magnétites dont la taille est comprise entre 100 nm et 5pm (soit un rapport massique entre les particules magnétiques et le substrat de 1:8). On applique le protocole de séparation magnétique. La fraction non-aimantée est récupérée et analysée. On obtient une fraction non magnétique ayant un rapport massique cellulose/lignine de 70/30 (m/m).
Exemple 2 : L’extraction est réalisée avec 50 mg de particules de magnétites dont la taille est comprise entre 50 et 100 nm (soit un rapport massique entre les particules magnétiques et le substrat de 1:8). Le protocole de séparation magnétique est réalisé et la fraction non magnétique est récupérée et analysée. On obtient fraction non magnétique ayant un rapport massique cellulose/lignine de 77/23 (m/m).
Exemple 3 :
On utilise 10 mg de particules de 1 pm dont le cœur est constitué de maghémite et la surface est constituée de silice non poreuse greffée avec des groupements acides phénylboroniques (soit un rapport massique entre les particules magnétiques et le substrat de 1:40). Ces particules sont fonctionnalisées par agitation dans une solution aqueuse à pH = 8,5 avec 400 mg de cellulose pendant 15 minutes. Les particules greffées sont séparées magnétiquement de la suspension de cellulose, rincées à l’eau désionisée et mises en suspension dans 10 mL d’eau désionisée prêtes à être utiliser. Le protocole de séparation magnétique est réalisé et la fraction non magnétique est récupérée et analysée. On obtient fraction non-aimantée ayant un rapport massique cellulose/lignine de 79/21 (m/m).

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS
    1. Procédé de séparation magnétique d’un substrat contenant de la lignine et de la cellulose, ledit procédé comprenant les étapes suivantes: a) la mise en contact du substrat avec des particules magnétiques, b) l’agitation du mélange issu de l’étape a) pendant une durée au moins égale à une minute dans des conditions permettant de favoriser l’agrégation sélective des particules magnétiques avec la lignine, c) et au moins l’application d’un champ magnétique au mélange issu de l’étape b) permettant de séparer une fraction magnétique enrichie en lignine et une fraction non magnétique enrichie en cellulose.
  2. 2. Procédé selon la revendication 1 dans lequel le rapport massique entre les particules magnétiques et le substrat dans l’étape a) est compris entre 1:40 et 1:1.
  3. 3. Procédé selon l’une des revendications précédentes dans lequel les particules magnétiques utilisées dans l’étape a) ont une taille comprise entre 50 nm et 5 pm.
  4. 4. Procédé selon l’une des revendications précédentes dans lequel lesdites particules magnétiques contiennent au moins 15 % en poids de composés ferromagnétiques ou superparamagnétiques.
  5. 5. Procédé selon l’une des revendications précédentes dans lequel préalablement à l’étape a), les particules magnétiques sont traitées dans une solution basique à un pH compris entre 7 et 14, puis séchées à une température comprise entre 50°C et 70°C.
  6. 6. Procédé selon l’une des revendications précédentes dans lequel les particules magnétiques sont enrobées de silice non poreuse ou de silice non poreuse greffée avec des groupements acides phénylboroniques liés au moins à une molécule de cellulose ou à un dérivé de la cellulose.
  7. 7. Procédé selon l’une des revendications précédentes dans lequel l'application du champ magnétique est réalisée au moyen d'un aimant permanent ou d’un électro-aimant dont l’induction électromagnétique ou la magnitude est comprise entre 0,5 à 2 Tesla.
  8. 8. Procédé selon l’une des revendications précédentes dans lequel le substrat est issu d’une étape de prétraitement de la biomasse lignocellulosique.
  9. 9. Procédé selon la revendication 8 dans lequel la biomasse lignocellulosique est obtenue à partir de bois brut ou traité, de sous-produits de l'agriculture, de cultures forestières, de résidus de plantes alcooligénes, sucrières et céréalières, de résidus de l'industrie papetière, de biomasse marine ou de produits de transformations de matériaux lignocellulosiques.
  10. 10. Utilisation du procédé de séparation selon l’une des revendications précédentes dans un procédé de production de sucres et/ou d’alcools à partir de la biomasse lignocellulosique.
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