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Etude de l’extraction de la lignine par des solvants eutectiques profonds : Optimisation du système d’extraction et compréhension des mécanismes d'oxydation

ABG-100054 Master internship 6 months 591,51€
2021-09-14
Institut Pluridisciplinaire Hubert Curien UMR 7178
strasbourg Grand Est France
  • Process engineering
  • Chemistry
Lignine, biomasse cellulosique, extraction, Solvant Eutectique Profond, électrochimie
2021-10-29

Employer organisation

L’IPHC, unité mixte de recherche sous cotutelle du CNRS et de l’Université de Strasbourg (UMR7178), est un exemple de réussite de la pluridisciplinarité où des équipes de recherche de cultures scientifiques différentes (écologie, physiologie et éthologie, chimie et physique subatomique) développent des programmes pluridisciplinaires de très haut niveau avec pour socle l’instrumentation scientifique. 

Description

La lignine est un polymère phénolique largement distribué dans le règne végétal constituant avec la cellulose et les hémicelluloses les parois cellulaires de la biomasse lignocellulosique.  Actuellement, les principales utilisations de la biomasse lignocellulosique sur le plan industriel, telles que la production de bioéthanol, de celluloses de spécialités ou encore de papier, ne valorisent que la fraction cellulosique de la matière. Les autres constituants, notamment la lignine, sont générées en tant que coproduits du procédé mais ne sont à ce jour pas ou très peu valorisés.

La valorisation de la lignine a été reconnue comme un élément essentiel de la bioraffinerie puisqu’elle représente l’une des sources naturelles les plus abondantes de composés aromatiques pouvant permettre le développement de biomolécules et de biomatériaux alternatifs aux actuels dérivés pétrochimiques. De nombreux pays, dont ceux de l’Union Européenne, ont misé sur la valorisation de la lignine pour le développement d’un nouveau modèle économique plus respectueux de l’environnement et viable sur le long terme appelé « bioéconomie ».

La décomposition de la biomasse lignocellulosique pour l’extraction de la lignine est nécessaire à sa valorisation. Récemment, les prétraitements de la biomasse lignocellulosique avec des solvants eutectiques profonds (DES) ont reçu une attention croissante. Dans ce contexte, des travaux ont été menés au sein de l’IPHC avec divers DES afin d’étudier les possibilités d’extraire la lignine à partir de copeaux de scierie et de drêches brassicoles. Les premiers résultats sont prometteurs, pour exemple le DES chlorure de choline : acide lactique permet d’extraire à l’échelle du mg environ 58 % de lignine pour le rondin et 32 % pour les drèches brassicoles. Cependant, le procédé d’extraction doit encore être optimisé notamment pour obtenir des quantités plus importantes de lignine (l’ordre du gramme). La voltammétrie cyclique se présente comme un nouvel outil permettant l’étude de l’oxydation électrochimique de la lignine dans différentes conditions expérimentales.

Le premier objectif du stage est d’optimiser les conditions opératoires d’extraction de la lignine par les DES (conditions de température, de temps, de prétraitements) et de mettre en œuvre un procédé d’extraction pour atteindre l’ordre du gramme de lignine extraite. Le 2ème objectif vise à développer une méthode basée sur la voltammétrie cyclique pour comprendre les mécanismes d’oxydation de la lignine.

Profile

Le candidat(e) devra avoir des compétences dans la mise en place de procédés d'extraction. Il/elle devra maîtriser les méthodes d'analyse par spectroscopie UV-Vis. Des compétences en électrochimie seront considérées. 

Il/elle devra faire preuvre d'initiative et d'autonomie.

La langue anglaise devra être maîtrisée pour la lecture de publications scientifiques et la rédaction.

Starting date

2022-01-03
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