Procédé intensifié couplant réaction et séparation basé sur l’utilisation de membranes fonctionnalisées par des enzymes pour la récupération de biomolécules à partir de microalgues. – PREMIUM

La récupération des métabolites de microalgues est prometteuse, couplant le broyage des cellules pour leur libration et la filtration membranaire pour le fractionnement. Cependant, la plupart des biomolécules libérées se réassemblent en agrégats, limitant leur séparation. L'ambition de ce projet est de développer un procédé intensifié basé sur le couplage de réactions enzymatiques avec la filtration pour la récupération efficace des biomolécules. Le concept principal est qu'en introduisant des enzymes après la lyse cellulaire, certaines biomolécules pourraient être modifiées et leur agrégation limitée ou les agrégats dissociés, et la filtration permettrait de séparer efficacement les molécules. Pour cela, il est nécessaire de maîtriser la réaction de dégradation et d’éviter le mélange des enzymes avec les produits. La fonctionnalisation des membranes avec des enzymes permettant de coupler réactions contrôlées et séparation efficace est prometteuse et originale dans le contexte du bioraffinage des microalgues. Pour développer ce procédé, les partenaires devront relever plusieurs défis: 1) la sélection des enzymes et des conditions de réaction pour dissocier les agrégats et libérer les molécules cibles, 2) l'immobilisation des enzymes sur une membrane tout en maintenant l’activité catalytique, 3) la caractérisation de la membrane avant et après modification pour évaluer la disponibilité des enzymes et les propriétés de filtration, 4) le développement d'un réacteur à membrane pour combiner réaction et séparation en tenant compte de la cinétique, et 5) la modélisation du procédé couplant réaction hétérogène et ingénierie de la séparation pour permettre un futur changement d’échelle. Tout ceci nécessite de réunir les compétences en génie chimique appliquées au bioraffinage des microalgues du GEPEA, en ingénierie et fonctionnalisation des membranes de l'IOM et en caractérisation des membranes par microscopie électronique et techniques complémentaires de l'IMN et de l'IOM.