Caractérisation des biomasses lignocellulosiques
Composition chimique et structure
- Déterminer la composition chimique des biomasses végétales (bois, plantes annuelles, résidus de culture…)
- Caractériser et observer la structure du matériau
- Permettre d’évaluer les voies de valorisation les plus adaptées
Informations générales
Chaque biomasse présente des propriétés particulières. Leur composition chimique, leur structure, et l’organisation des fibres constitutives du végétal sont des critères importants pour déterminer les possibilités de valorisation.
Différentes méthodes d’analyse sont mises en oeuvre pour mesurer :
- La composition chimique par mesure des teneurs en extractibles, en lignine et en polysaccharides (cellulose et hémicelluloses) et en minéraux,
- La qualité de la biomasse par mesure de l’humidité, de la densité, du volume massique, de sa couleur,
- La structure de la biomasse par séparation des éléments constitutifs et analyse des fibres obtenues, par observation en microscopie optique et électronique.
Données Techniques et Réalisations
Composition chimique
La biomasse lignocellulosique est préalablement broyée pour obtenir une sciure. Ce broyage peut se faire à froid pour éviter la perte des composés volatiles.
- La teneur en matières extractibles est faite par extraction de la sciure avec différents solvants tels que l’eau et l’acétone avec un extracteur ASE (cf fiche technique spécifique)
- La teneur en lignine est obtenue par détermination de l’insoluble dans l’acide sulfurique concentrée ou méthode Klason
- La teneur en polysaccharides est obtenue par hydrolyse acide et analyse HPLC des sucres constitutifs obtenus. Par calcul, il est alors possible d’obtenir la teneur en cellulose et en hémicelluloses
- La teneur en minéraux est le résidu obtenu après calcination à 525°C (avec carbonates) ou à 900°C (sans carbonates) d’un échantillon de biomasse.
Qualité de la biomasse.
- L’humidité ou la teneur en matières sèches est obrenue par différence de pesée après séchage à 105°C
- L’infra-densité du bois est mesurée sur des rondelles par le principe de la poussée d’Archimède
- Le volume massique est mesuré par détermination du poids sec d’un volume donné
- La couleur de la biomasse est déterminée par sa blancheur et ses coordonnées trichromatiques (Lab) par mesure spectroscopique de la sciure.
Structure de la biomasse
A partir d’ultra-coupes de biomasse incluse dans une résine époxy, il est possible d’observer l’ultrastructure des parois des fibres par différentes colorations associées à l’observation en microscopie électronique à transmission.
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