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Revue des Energies Renouvelables Vol. 16 N°3 (2013) 539 – 550 539 Etude compara

Revue des Energies Renouvelables Vol. 16 N°3 (2013) 539 – 550 539 Etude comparative de rendement de la production d’éthanol de deux variétés de dattes communes de faible valeur commerciale (Tinaceur et Aghmou) de Sud – Ouest de l’Algérie A. Boulal 1*, Z. Benbrahim 2, B. Benali 1 et S. Ladjel 2 1 Unité de Recherche en Energies Renouvelables en Milieu Saharien, URERMS Centre de Développement des Energies Renouvelables, CDER 01000, Adrar, Algeria 2 Faculté des Sciences, Techniques et Sciences de la Matière Université Kasdi Merbah, Ouargla, Algeria (reçu le 27 Janvier 2013 – accepté le 29 Septembre 2013) Résumé - En Algérie, le nombre de palmiers dattiers dépasse les 17 millions avec plus de mille variétés et une production qui atteint jusqu’à 700.000 tonnes de dattes. Selon les dernières informations qu’on a pu récolter, il ressort que le taux de déchets représente 30 % de la production nationale. Par ailleurs, la région d’Adrar, toute seule compte plus de 3 millions de palmiers, avec une production totale qui dépasse les 87500 tonnes, dont une grande partie est utilisée dans l’alimentation de bétail ou à l’échange avec les pays voisins spécialement le Mali et le Niger sous forme de troc. Ces substrats, riches en sucres (65 %) peuvent être transformés par des procédés biotechnologiques pour obtenir de l’alcool à haute degré. Dans notre travail de recherche, on a étudié la possibilité de l’utilisation du moût de datte commune de la région d’Adrar comme substrat pour la production de l’alcool par la bioconversion anaérobie en présence de la levure Saccharomyces cerevisiae. Durant la fermentation, nous avons suivi l’évolution de plusieurs paramètres à savoir, la densité, le taux de sucre. Le degré d’alcool obtenu après la première distillation était de 50° et après rectification, il a dépassé les 90°. Enfin, il est possible d’obtenir chaque 72 heures de fermentation alcoolique, 500 litres d’alcool à partir d’une tonne de rebuts de dattes. Abstract - In Algeria, the number of palm trees date palms exceeds the 17 million with more than thousand varieties and a production which reaches up to 700 thousand tons of dates. According to last information which one could collect, it arises that the rate of waste represents is of 30 % of the national production. In addition the area of Adrar, all alone counts more than 3 millions palm trees, with a total production which exceeds the 87.5 thousand tons, including one great part is used in the food of cattle or with the exchange with the adjoining country especially Mali and Niger in the form of barter. Its substrates, rich in sugars (65 %) can be transformed by biotechnological processes to obtain surgical alcohol. In our research task, one studied the use potential of date must of the area of Adrar like substrate for the production of alcohol by the anaerobic bioconversion in the presence of the yeast Saccharomyces cerevisiae. During fermentation; we followed the evolution of several parameters to knowing, the density, and the sugar rate. The degree of alcohol obtained after the first distillation was of 50° and after correction it exceeded the 90°. Lastly, it is possible to obtain each 72 hours of alcoholic fermentation 500 liters of alcohol starting from a ton of date rejects. Mots clés: Dattes communes – Ethanol - Saccharomyces cerevisiae – Moût - Rectification. * boulal19@yahoo.fr A. Boulal et al. 540 1. INTRODUCTION Le potentiel phoenicicole algérien enregistre un accroissement important avec un effectif qui avoisine 15 millions de palmiers dattiers pour une superficie de plus de 350.000 ha, dont 11 millions productifs [1]. Pour une campagne déterminée, la production nationale peut atteindre 700.000 tonnes, dont 240.000 tonnes représentant environ 47 % de Deglet Nour, considérée comme étant la meilleure variété de dattes commerciales, permettent à l’Algérie de se hisser au premier rang mondial du point de vue qualitatif; alors que près de 260.000 tonnes soit 53 %, sont des variétés dites communes [2]. Parmi ces derniers, 120.000 tonnes seulement sont commercialisables et plus de 14.000 tonnes sont de très faible valeur marchande [3]. En Algérie, les cultivars de dattes sont nombreux et sont estimés à plus de 800 cultivars [4]. Ces ressources génétiques sont très mal exploitées à l’exception de Deglet Nour et à degré moindre, du Ghars, de la Degla Beïda et de la Mech Degla qui présentent une importance économique majeure [5]. Par contre, le secteur phoénicicole de la région d’Adrar fournit à chaque compagne un tonnage très élevé de dattes communes estimé à environ 865 milles quintaux [6], malgré cela la valeur marchandise des dattes communes reste faible, avec une quantité très importante exportée vers le Mali et le Niger sous forme de troc. Toutefois une certaine quantité est consommée localement, soit par la population, soit destinée à l’alimentation du bétail, et la faible quantité restante est commercialisée vers les autres wilayas limitrophes. Les dattes, à part leur grande richesse en sucres fermentescibles (65 %) et leur pouvoir de conservation relativement long peuvent constituer un substrat de choix pour produire de nombreuses substances à forte valeur ajoutée, tel que l’éthanol. Ce dernier issu d’un procédé biotechnologique de fermentation anaérobie est d’une importance économique indéniable du fait qu’il est utilisé dans des secteurs variés et vitaux. L’éthanol présente les caractéristiques suivantes: volatil, inflammable, limpide et possédant une odeur piquante. L’objectif de ce travail, est l’utilisation de variétés de dattes communes comme substrat de fermentation pour la production de l’éthanol par bioconversion anaérobie des dattes en présence de levures sélectionnées Saccharomyces cerevisiae. Au niveau du laboratoire de l’Unité de Recherche en Energies Renouvelables en Milieu Saharien d’Adrar, on a lancé une série d’expérimentations de fermentation alcoolique de moût de datte commune des variétés (Aghmou et Tinaceur). Durant le processus de fermentation, nous avons suivi l’évolution de plusieurs paramètres, à savoir le taux des sucres, le pH, la teneur en matière sèche et enfin le degré d’alcool produit. 2. METHODES 2.1 Matière biologique La levure de boulangerie sèche, Saccharomyces cerevisiae est utilisée. Elle est conservée dans un endroit frais et sec. Cette souche est utilisée pour la production d’éthanol [7]. 2.2 Matière première (matériel végétal) 2.2.1 Choix de la variété Le choix de la variété de dattes est orienté par leur disponibilité, leur abondance et leur appréciation pour la fabrication de bioéthanol de dattes. Etude comparative de rendement de la production d’éthanol de deux variétés de dattes… 541 Selon l’enquête perspective réaliser au niveau des ksours et les données de la DSA d’Adrar, nous avons choisir deux dérives de dattes communes Aghamou et Tinaceur sur la base de l’abondance, Ces variétés ne sont pas bien appréciée par les consommateurs, malgré sa richesse en sucres, en minéraux et en vitamines. Sa faible teneur en eau (15 % environ) favorise sa conservation. Il y a une récolte de tonnage important de dattes sèches de faible valeur commerciale, échangée sous forme de troc vers le Mali et le Niger (Fig. 1). Fig. 1: Répartition de la production de dattes dans la Wilaya d’Adrar [6] 2.2.2 Obtention et conservation de la matière première Les dattes sont conservées à l’état sec. Nous avons donc utilisé des emballages en carton pour les acheminer au laboratoire de l’unité de recherche d’Adrar, où a été réalisé notre travail expérimental. 2.3 Etapes de production de bioéthanol 2.3.1 La préparation de moût de dattes La production de l’éthanol à partir de déchets de dattes comprend les étapes suivantes. Peser 1 kg de dattes par une balance; laver à l’eau de robinet dans une passoire pour faciliter le séchage. Après lavage, l’imbibition des dattes est faite à l’aide d’une eau chaude (90 à 95 °C) afin de faciliter le dénoyautage. Le broyage des pulpes est effectué par la suite. L’eau d’imbibition riche en sucre sera utilisée comme eau de dilution du moût. Les dattes -ainsi traitées- sont ensuite diluées à raison de 1 kg de dattes pour 4000 ml d’eau. Le pH du moût est ajusté entre 4.3 et 4.7 par l’acide sulfurique (H2SO4, 1N). Pour maintenir le pH on ajoute un tampon phosphaté. Ce pH acide préjudiciable au développement des bactéries s’avère propice à la prolifération de levures. 2.3.2 Procédé de la fermentation alcoolique Après ensemencement du milieu par la levure de boulangerie Saccharomyces cerevisiae (1 g/l), le bio réacteur est plongé dans un bain-marie où la température est maintenue à 30 ± 2 °C. La fermentation est conduite en anaérobiose pendant 72 heures. Toutefois, la fermentation est favorisée par une agitation due au mouvement des bulles du CO2 dégagé. Pour suivre l’évolution de la fermentation, on procède chaque 24 heures à des prélèvements pour effectuer les analyses physico-chimiques par alcoomètre et détecter l’odeur de l’alcool dans le moût. Après 72 heures, la fermentation est arrêtée. [7] A. Boulal et al. 542 Pour chaque variété de dattes, l’opération de fermentation est répétée trois fois dans le but d’obtenir une valeur moyenne représentative des différentes analyses. Au cours de la fermentation, nous avons suivi:  L’acidité du moût à l’aide d’un pH mètre;  Le taux de sucre;  Le degré alcoolique; uploads/Industriel/art16-3-11.pdf