Production de bioéthanol à l'aide d'enzymes thermophiles
Le projet TIME s'est intéressé à l'amélioration du rendement de la conversion en éthanol des lignocelluloses, qui sont des produits végétaux composés de cellulose et de lignine. De nouvelles techniques ont été mises au point pour le traitement préalable et l'hydrolyse enzymatique. Ces étapes sont actuellement responsables de la moitié du coût de production. TIME a donc cherché à renforcer le rendement de la production d'éthanol et à réduire l'énergie consommée par le processus de production. Ces objectifs ont été atteints grâce à une technologie d'hydrolyse et de fermentation en milieu consistant, et l'usage de souches de levures plus résistantes à la chaleur. Le projet TIME a développé un système intégré de conversion à haute température, en faisant appel à des enzymes thermophiles et à des substrats plus accessibles. La première étape de pré-hydrolyse (ou liquéfaction) se fait à haute température. Elle est suivie de l'hydrolyse complète, à plus basse température. Les enzymes nécessaires pour chaque étape ont été identifiées et évaluées. Les résultats montrent la validité de l'idée d'une phase séparée de liquéfaction à haute température, au début du processus. L'utilisation d'un ensemble d'enzymes thermophiles pour la phase d'hydrolyse préalable améliore les résultats. Dans ce processus à deux étapes, on a ainsi pu remplacer la mixture conventionnelle utilisée lors de la première étape de 24 heures. Elle a été remplacée par un mélange artificiel de protéines cellulases, qui assurent un rendement élevé de l'hydrolyse, qu'une augmentation du dosage des protéines ne soit nécessaire. Les résultats du projet ont permis de mettre au point des enzymes améliorées, qui restent stables de 55 à 60 degrés Celsius. Les enzymes actuellement disponibles pour l'industrie sont stables de 45 à 50 degrés Celsius. Cette amélioration se traduit par une réduction de la quantité de protéines nécessaire pour hydrolyser le substrat lignocellulosique, et donc par des économies en temps et en coûts.
