Soutenance mémoire
L’éthanol, un des produits de base de laboratoire et de l’industrie est utilisé dans les domaines pharmaceutique, cosmétique et de la parfumerie en tant que solvant et comme produit de départ pour la synthèse des produits chimiques. Actuellement, dans de nombreux pays comme Madagascar, la production d’alcool éthylique par fermentation occupe une place importante dans l’économie nationale bien que les débouchés soient seulement restreints en terme d’industries chimiques. De développement d’alcool carburant n’étant pas encore entrepris dans les pays en voie de développement jusqu’à présent.
Sur le plan international, la nécessité de diversifier les sources de carburant a conduit de nombreux pays à s’intéresser à la recherche et à la production industrielle de produits de remplacement à haut rendement énergétique. Et l’éthanol constitue une opportunité intéressante comme produit de substitution, d’où l’importance de sa production à partir de matières diverses. Ainsi, par exemple, on peut obtenir de l’éthanol à partir de matières végétales comme le manioc et le fruit à pain pour ne citer que cela.
GENERALITES SUR LA THEORIE GENERALE D’OBTENTION D’ALCOOL ETHYLIQUE
L’ÉTHANOL OU ALCOOL ÉTHYLIQUE
Formule chimique : C2H5OH
Pour la préparation de l’alcool éthylique, deux pratiques, à l’échelle industrielle sont actuellement en vigueur :
• L’une par voir de synthèse
• L’autre par fermentation des sucres .
La première faite à partir des hydrocarbures, est adoptée surtout par les pays industrialisés et producteurs de pétrole par exemple les USA et la RUSSIE. Ces pays préparent l’alcool éthylique destiné surtout pour la consommation industrielle, par la transformation catalytique de l’éthylène et de l’acétylène. Toutefois à l’heure actuelle, cette production dans le monde entier,reste assez réduite et l’alcool est essentiellement produit par fermentation des sucres.
PROCESSUS D’OBTENTION DE L’ÉTHANOL
Préparation des solutions fermentescibles
On peut classer les différentes matières premières en trois groupes afin de procéder à la préparation des solutions fermentescibles :
a) Les matières végétales contenant du sucre
Ce sont en général les fruits, certaines racines sucrées (betterave en particulier), des tiges (cannes à sucre), mélasses ; on prépare une solution à concentration bien déterminée que l’on clarifie de sédimentation ou centrifugation, afin de séparer les boues nuisibles à la fermentation.
b) Les matières végétales contenant de l’amidon
Ce sont en général : manioc, riz, maïs, pommes de terre la préparation consiste à laver, peler, écraser les tubercules, puis à cuire la pulpe pour liquéfier l’amidon. L’amidon est alors hydrolysé par des enzymes appelés amylases et on obtient des sucres solubles et fermentescibles ; cette transformation est appelée la “ saccharification ” .
c) Les matières végétales contenant de la cellulose :
Pour le bois, la paille, les déchets végétaux, la transformation en sucre peut être effectuée par une hydrolyse chimique ou hydrolyse enzymatique. Cette dernière constitue une voie nouvelle.
CARACTÉRISTIQUES ORGANOLEPTIQUES
• Couleur : pur et incolore ;
• Odeur : caractéristique et vive ;
• Goût piquant et donne une sensation de brûlure ;
• Toucher : L’éthanol est un liquide et donne une impression de fraîcheur au toucher.
On trouve l’éthanol dilué dans l’eau et ses propriétés organoleptiques sont plus ou moins perçues selon son degré de dilution. Le degré Gay – Lussac donne la dilution en rapport volumique de l’éthanol. Par exemple, l’alcool à 90° GL contient 90ml d’éthanol pour 100ml de la solution éthanolique.
LES MATIERES PREMIERES
ETUDE DU MANIOC
Description botanique
Le manioc est une plante semi-arbustive vivace pouvant atteindre une hauteur de 1,5 à 4m avec des tiges très variables pouvant atteindre 30cm de diamètre ; entre nœuds ; très courts à longs ; teinte grise, brune, jaunâtre ou rougeâtre ; tissus internes assez tendres ; dichotomie ou tricotomie. Il possède des grandes feuilles palmées persistantes vert – claires au revers glauque, glabre ou pubescent, cireux à la face supérieure. Ces feuilles sont alternées, sessiles, digitées à 3 -7,9 lobes entiers, lancéolées, acuminées et supportées par un long et mince pétiole; la couleur des jeunes feuilles et du pétiole est variable, de vert à pourpre ; la limbe est très variable, plus ou moins découpée, peltée ou non. Sa branche est cassante et sa racine à la propriété d’accumuler une matière carbonée : les glucides.. Le manioc nécessite un climat humide, chaud et un sol de fertilité moyenne. Il ne supporte pas les sols marécageux et très fertiles.
Systématique et désignation
Le manioc appartient au :
Règne : végétal
Sous règne : phanérogames
Embranchement : Angiosperme
Classe : Dicotylédone
Famille : Euphorbiacées
Genre : Manihot
Variété : Manihot esculenta.
Connu botaniquement sous le nom de Manihot esculenta Crantz, elle présente plus de 300 variétés. Cependant cette plante (de même que les produits transformés qui en sont issus) est connue sous des noms très divers selon les pays, par exemple :
En Amérique de langue espagnol : manioc, rumu, ou yucca ;
Au Brésil : manioc ou aïpin ;
En Afrique francophone, Madagascar et Comores : manioc ;
En Inde et Malaisie : Tapioca ;..
Selon les utilisateurs, nous distinguons, le manioc très doux, destiné surtout pour la consommation humaine, le manioc pour la féculerie, généralement d’un goût amer, et entre ces deux types de variétés, une moyenne. Ce classement est lié au pourcentage d’acide cyanhydrique (HCN) pésent dans le manioc, extrêmement toxique et reconnu facilement d’un goût amer.
Pourcentage d’acide cyanhydrique (HCN)
Variétés douces : 0,010 à 0,012%
Variétés amères : 0,012 à 0,014%
Variétés très amères : > 0,014 % .
En fait, une présence de 0,005% de HCN, à l’état frais, peut être considéré comme consommable pour les êtres humains. Un pourcentage supérieur constitue une dose mortelle.
Répartition géographique
Le manioc est une plante vivrière de la zone tropicale humide mais qui résiste bien à la sécheresse. Il est cultivé sous des climats à forte pluviométrie 4000 mm ou à pluviométrie réduite 500mm. L’optimum se trouve à 1200-1500mm de pluies avec 2 ou 3 mois de saison sèche.L’existence de deux saisons bien tranchées est favorable au rendement et à la conservation du produit. Une saison sèche marquée favorise la formation des tubercules et augmente la teneur en fécule. Une pluviométrie quasi-constante favorise les parties aériennes au détriment destubercules. Quand à la température, la moyenne optimale est de 23–24°C. Le manioc craint surtout les basses températures, et meurt à 0°C. C’est une plante de pleines lumières et l’action du vent lui est défavorable puisque les tiges sont cassantes.
Composition du tubercule de manière
La composition de tubercule diffère d’un endroit à un autre selon le climat, le sol, la variété et d’autres facteurs tel que l’âge (ou la maturité) par exemple. Les paragraphes ciaprès montrent les différentes compositions moyennes du tubercule.
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Table des matières
INTRODUCTION
1. GENERALITES SUR LA THEORIE GENERALE D’OBTENTION D’ALCOOL ETHYLIQUE
2. LES MATIERES PREMIERES
3. ETUDE DE L’ARBRE A PAIN OU FRUIT A PAIN
4. HYDROLYSE
5. FERMENTATION
6. METHODES DE LA FABRICATION DE LA FECULE A PARTIR DU MANIOC ET DU FRUIT A PAIN
7. DETERMINATION DES COMPOSITIONS CHIMIQUES
8. HYDROLYSE ENZYMATIQUE
9. HYDROLYSE PROPREMENT DITE
10. LA FERMENTATION ALCOOLIQUE
11. RESULTATS ET INTERPRETATIONS
12. HYDROLYSE ENZYMATIQUE
13. RESULTATS ET INTERPRETATIONS DE L’HYDROLYSE DU FRUIT A PAIN
14. RESULTATS ET INTERPRETATIONS DE LA FERMENTATION ALCOOLIQUE
15. LA DISTILLATION
16. QUALITÉ DE L’ALCOOL OBTENU
17. CARACTÉRISTIQUES DE LA CAPACITÉ DE L’UNITÉ
18. ETUDE FINANCIÈRE DE L’UNITÉ
19. LE TEMPS DE REMBOURSEMENT : POT
20. ETUDE ENVIRONNEMENTALE
CONCLUSION
PERSPECTIVE
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
ANNEXES
