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Variation du pH pour la production du Polyhydroxyalcanoate (PHA)à partir des boues secondaires de l’industrie des pâtes et papiers, avec renouvellement périodique des boues (50 et 75% v/v).

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El Bayoudi, Mohammed Adam (2020). Variation du pH pour la production du Polyhydroxyalcanoate (PHA)à partir des boues secondaires de l’industrie des pâtes et papiers, avec renouvellement périodique des boues (50 et 75% v/v). Mémoire. Québec, Maîtrise en sciences de l'eau, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, 75 p.

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Résumé

L Dans la présente étude, les boues secondaires provenant de l’industrie de fabrication de pâtes et papiers ont été utilisées comme milieu de culture, pour produire du plastique biodégradable. Matériau naturel, le bioplastique pourrait remplacer le plastique conventionnel et contribuer grandement à la protection de la nature et l’environnement. Le contenu de cette recherche comprend plusieurs évaluations de production de polyhydroxyalcanoates (PHA) par culture microbienne mixte des boues activées (sans stérilisation). Plusieurs remplacements de boues fermentées de 50% et 75% (V/V) du volume de travail par des boues fraiches ont été expérimentés et analysés dans ce manuscrit. Ensuite, quatre expériences ont été menées et leurs résultats ont été présentés dans la deuxième partie pour évaluer la capacité de stockage du PHA par les bactéries à différents pH (6,5-7-7,5 et 8). Deux réacteurs de 15 litres ont été utilisés pour conduire ces expériences, maintenues à 30 degrés Celsius, et à une agitation entre 500 et 550 RPM ou TPM (tours par minute). Le sodium d’acétate trihydrate est la seule source de carbone ajouté durant la fermentation pour augmenter l’accumulation accumuler du polyhydroxyalcanoates (PHA). En plus d’être utilisées comme une source de microorganismes, les boues secondaires activées de l’industrie de pâtes et papiers apportent également un supplément en carbone, en phosphore et en azote). Des analyses physicochimiques (matière en suspension, concentration du PHA, l’oxygène dissous, etc.) et biologiques (unité de formation de colonie) ont été réalisées à la fin de chaque fermentation. Parmi les différentes expériences menées au laboratoire, ce sont celles menées sous des conditions de pH autour de 7 et de concentration en acétate de 1 g/L, qui ont donné le plus d’accumulation de Polyhydroxyalcanoates. À 12 heures de fermentation (concentration de MES de 26.8 g/L), le maximum de PHA a atteint 69,9% (CDW) avec une concentration en PHA de 18,8 g/L. Il est à préciser que l’oxygène dissous a fluctué durant toute l’expérience en réponse à l’activité microbienne. En fin, ce travail a démontré clairement la possibilité et le potentiel d’une production de PHA par culture microbienne mixte tout en contrôlant le pH à l’aide de l’acide acétique et du chlorure d’ammonium (comme source d’azote).

In the present study, secondary sludge from the pulp and paper manufacturing industry was used as a source of microorganisms to produce biodegradable plastic (PHA-PHB). The entire process of this research includes several evaluations of PHA production by mixed microbial culture (CMM) of activated sludge. Replacements of fermented sludge of 50% and 75% (v/v) of the working volume by fresh sludge were tested and discussed in the first part of the results. Subsequently, four experiments were carried out and discussed in the second part to evaluate the storage capacity of the polymer at different pH (6.5-7-7.5 and 8). Two 15-liter reactors were used to conduct these experiments, maintained at 30 degrees Celsius, and stirring between 500 and 550 rpm. Sodium acetate trihydrate is the only source of carbon added during fermentation to accumulate polyhydroxyalkanoates (PHA). While secondary activated sludge from the pulp and paper industry provides the additional ratio of carbon, phosphorus, and nitrogen (as well as trace elements). Physicochemical (suspended matter, PHA concentration, dissolved oxygen, etc.) and biological (colony formation unit) analyzes were carried out at the end of each fermentation. Among the various experiments carried out in the laboratory, a neutral pH (7) as well as an acetate concentration of 1 g/L, proved to be the best combination to produce Polyhydroxyalkanoates with maximum accumulation. At 18 hours of fermentation (SS up to 26.8 g/L), the maximum PHA reached 69.9% (CDW) with a content of 18.8 g/L. Note that dissolved oxygen fluctuated throughout the experiment in response to microbial activity. By the end, this work clearly demonstrates the possibility and potential of PHA production by CMM through a microbial PHA storage capacity, accompanied by pH control by acetic acid and ammonium chloride (4N).

Type de document: Thèse Mémoire
Directeur de mémoire/thèse: Tyagi, Rajeshwar Dayal
Co-directeurs de mémoire/thèse: El Haji, Kamal
Mots-clés libres: pâtes et papier; boues d'épuration; assainissement;
Centre: Centre Eau Terre Environnement
Date de dépôt: 21 avr. 2021 14:59
Dernière modification: 21 janv. 2022 16:36
URI: https://espace.inrs.ca/id/eprint/11372

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