Réduction de l’empreinte environnementale du prétraitement thermo-alcalin par la réutilisation de la liqueur noire lors de la digestion anaérobie des biomasses lignocellulosiques

Dans cette étude, l'effet du prétraitement thermo-alcalin et du recyclage de la fraction liquide (liqueur noire) pour les étapes de prétraitement successives sur la composition chimique et les rendements en méthane du fumier de cheval a été étudié.

Dans un premier temps, le fumier de cheval a été soumis à un prétraitement alcalin à 70 °C pendant 1 heure (8,6 g de NaOH/100 g de matières solides totales). La biomasse prétraitée a ensuite été séparée en fractions solides et liquides (liqueur noire). Au cours des étapes suivantes, la liqueur noire a été mélangée à 20 % (v/v) de NaOH frais et réutilisée pour prétraiter les lots suivants de fumier de cheval (cycles 1 à 4).

Les analyses chimiques ont montré que le prétraitement thermo-alcalin était efficace pour la délignification et la solubilisation de la matière organique, augmentant ainsi la teneur en holocellulose (cellulose et hémicelluloses) dans la fraction solide du fumier de cheval. Par rapport aux rendements en méthane du fumier de cheval non traité (225 ± 1 L CH4 kg−1 VSadded), le prétraitement thermo-alcalin a amélioré les rendements en méthane du fumier de cheval de 39 % (313 ± 16 L CH4 kg−1 VSadded).

Cependant, l'efficacité du recyclage de la liqueur noire sur la production de méthane a diminué (de 39 à 12 %) avec l'augmentation du nombre d'étapes de recyclage (de 1 à 4). Néanmoins, le recyclage de la liqueur noire a permis de réduire la consommation de NaOH (40 %) et d'eau (60 %). Ainsi, le prétraitement thermo-alcalin avec recyclage de la liqueur s'est avéré être un prétraitement efficace avec un gain économique de 2,4 à 10,4 par rapport au prétraitement sans recyclage.