Journal de la technologie microbienne et biochimique

Abstrait

Biotransformation durable des bioénergies : production de biométhane, digestat utilisé comme biofertilisant et comme aliment complémentaire dans la culture d'algues pour promouvoir la commercialisation de biocarburants à base d'algues

Gene Drekeke Iyovo, Guocheng Du et Jian Chen

Dans cette étude, nous avons développé et testé un système durable qui produit des rendements élevés de biométhane, de biofertilisant et de biodiesel. Ces résultats ont été obtenus en mélangeant du fumier de volaille (MP), de la pâte à papier et des boues résiduaires d'algues en codigestion produisant du biométhane, le digestat étant filtré pour obtenir une solution semi-solide et aqueuse, le premier comme biofertilisant et le second étant utilisé dans la culture d'algues pour améliorer la biomasse algale pour la production de biodiesel. Le mélange varié des substrats a donné lieu à des rapports carbone/azote (C/N) de 26, 30, 31, 34 et 37 qui ont été évalués pour le biométhane. Français Le C/N 26 a donné lieu à 1 045 ml/L/j (teneur en biométhane de 74 %), ce qui était le rendement le plus élevé par rapport aux autres C/N, le C/N 30 a été obtenu à un rendement similaire (1 010 ml/L/j), ce qui fait que la plage C/N pour le biométhane optimal pour ces substrats se situe entre C/N 26 et 30. En comparaison, les C/N 31 à 37 ont donné des rendements en biométhane inférieurs, ce qui indique que les prétraitements du digestat améliorent considérablement les rendements en biométhane dans les C/N 26 et 30. Nous avons évalué tous les digestats de chacun des C/N 26, 30, 31, 34 et 37 en fonction de la minéralisation de l'azote et avons constaté que les C/N 26 à 31 étaient riches en nutriments. Français Nous avons filtré le digestat et l'avons utilisé dans l'alimentation complémentaire des algues et avons également constaté que l'épuisement du glucose était linéairement appauvri (comme suffisamment utilisé dans la croissance cellulaire) le plus bas avec les nutriments riches, c'est-à-dire C/N 26 à 30. Comme prévu, les digestats de C/N 34 et 37 en une seule addition n'ont pas réussi à produire des rendements d'algues comparables à ceux des digestats C/N 26, 30 et 31 à 120 h qui ont atteint un poids cellulaire sec (DCW) de 7,72, 7,8 et 7,12 g/L respectivement. Pour améliorer le rendement de la biomasse d'algues et augmenter la teneur en lipides cellulaires et son rendement final, nous avons étudié une stratégie d'alimentation complémentaire en deux étapes en utilisant des digestats de C/N 26 et 30. Sur la base d'une culture « sans » digestat qui présentait des phases de croissance, nous avons ajouté du digestat à des phases de latence exponentielle (0-120 h) et stationnaire (120-180 h). L'alimentation complémentaire a entraîné une déplétion rapide du glucose atteignant 9 g/L à 120 h et un rendement lipidique de 3,77 g/L après 180 h. Sur la base de cette étude, il est concevable qu'un système circulaire utilisant les biodéchets discutés ou ceux de nature similaire puisse se développer et constituer un système durable et autonome allant du traitement des déchets au biogaz en passant par les opportunités de biocarburant à base d'algues. L'approche simple adoptée dans la culture d'algues dans les conditions étudiées a en outre montré que le biocarburant à base de microalgues peut être facilement promu et commercialisé en tant qu'entité génératrice de revenus pour toute la maison. La voie à suivre pour le biocarburant à base de microalgues est d'attirer et de faire en sorte qu'une plus grande population devienne un art amusant.