Développement d'un filtre enzymatique pour le traitement ou valorisation d'air pollué avec du méthane

开发空气污染和甲烷过滤酶

• 批准号: RGPIN-2014-05280
• 负责人: AvalosRamirez, Antonio
• 金额: $ 1.53万
• 依托单位: Université de Sherbrooke
• 依托单位国家: 加拿大
• 项目类别: Discovery Grants Program - Individual
• 财政年份: 2018
• 资助国家: 加拿大
• 起止时间: 2018-01-01 至 2019-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://www.nserc-crsng.gc.ca/ase-oro/Details-Detailles_eng.asp?id=644332
• 关键词: veloppement; un; filtre; enzymatique; pour

Le contrôle d'émissions de gaz à effet de serre (GES) est un enjeu majeur à échelle mondiale. Plusieurs problèmes sont reliés aux émissions de GES, tel le changement climatique. Le méthane (CH4) est le deuxième GES le plus important, contribuant au 10% du réchauffement planétaire. Parmi les sources anthropogéniques de CH4 les plus importantes se trouvent l'agriculture, la gestion de déchets municipaux en phase solide et liquide, et la production et le transport de combustibles fossiles; par exemple les fumiers d'animaux, les sites d'enfouissement sanitaire (SES) et l'extraction de gaz de schiste et du charbon. Le CH4 est un composé qui peut être dégradé par des microorganismes appelés méthanotrophes. La première étape de la dégradation de CH4 est fait par un complexe enzymatique nommé méthane-monooxygénase (MMO), qui en présence d'oxygène le transforme en méthanol et eau.*Les méthanotrophes sont utilisés pour oxyder le CH4 dans une grande variété de bioréacteurs. Son utilisation pour dégrader le CH4 est encore à échelle laboratoire et pilote. La biodégradation du CH4 dans un biofiltre présente plusieurs limitations, la plus importante est la faible solubilité de CH4 dans l'eau, ce qui diminue le transfert de masse entre l'air pollué et les microorganismes. Les méthanotrophes produisent des exopolysaccharides en grande quantité, devenant une autre barrière au transfert de CH4 et d'autres gaz, tels l'oxygène et le dioxyde de carbone.*A ma connaissance, il n'y a aucune étude sur l'application de bioréacteurs enzymatiques pour contrôler des émissions de polluants atmosphériques, tel le CH4. Le système enzymatique de méthanotrophes a été très étudié, spécialement le complexe MMO. Il y a aussi un grand avancement dans les connaissances au niveau réactionnel et opérationnel de réacteurs enzymatiques. Ces réacteurs présentent plusieurs avantages, par exemple on peut nommer une vitesse de réaction très rapide (de millisecondes à quelques secondes), une conversion très spécifique ayant un taux de conversion très élevé, et tout cela est reflété dans un petit volume de réaction. Ces réacteurs présentent aussi l'avantage de pouvoir être opérés sous des conditions plus élevées de pression et température que les biofiltres ou autres bioréacteurs. Parmi les principaux défis des réacteurs enzymatiques se trouvent la récupération et la stabilité des enzymes. Plusieurs études montrent que l'immobilisation des enzymes aide à leur stabilisation.*Le présent projet a pour but de développer un réacteur enzymatique pour transformer le CH4 en méthanol, qui peut être facilement récupéré par absorption ou transformé en bioproduits à valeur ajoutée, tels des biosurfactantes et des oligosaccharides fonctionnels, ou servir comme source de carbone pour la nitrification dans les étapes de polissage des eaux usées. *Lors du présent projet, différentes configurations de réacteurs enzymatiques seront étudiées, soit un bioréacteur en phase liquide ayant des enzymes en suspension ou immobilisées sur des particules solides inertes, ainsi qu'un bioréacteur en phase gazeuse ayant un lit enzymatique (filtre enzymatique). Les montages expérimentaux seront réalisés à l'Université de Sherbrooke et au Centre National en Électrochimie et en Technologies Environnementales (CNETE, CCTT du Collège Shawinigan) qui compte avec une plateforme de bioprocédés industriels haut de gamme. On comptera également avec la collaboration des professeurs Michèle Heitz de l'Université de Sherbrooke (spécialiste dans le traitement de l'air pollué), Satinder Brar de l'INRS-ETE (spécialiste en microbiologie environnementale) et Tarek Rouissi professeur associé de l'Université de Québec à Chicoutimi (UQAC) (spécialiste en immobilisation de microorganismes et enzymes).

天然气排放控制 (GES) 是世界范围内的重大事件。这些问题主要依赖于 GES 的排放，以及气候变化。 Le méthane (CH4) 是 deuxième GES 的重要组成部分，占 10% du réchauffement planétaire。农业、固液两相城市管理、易燃化石的生产和运输等重要的人类学来源；例如，动物烟气、卫生设施 (SES) 以及片煤气和炭的提取。 Le CH4 是由甲烷氧化菌微生物组成的。 CH4 降解的第一步是作为一种复杂的酶，名为甲烷-单加氧酶 (MMO)，它存在于甲醇和水中转化的氧气。 *甲烷氧化菌在多种不同的条件下将 CH4 转化为氧气。 生物反应家。儿子利用 CH4 进行实验室和试验。由于生物过滤器中 CH4 的生物降解存在诸多限制，因此最重要的是 CH4 在水中的溶解度，这会减少空气污染物和微生物中大量物质的转移。 Les méthanotropes produisent des exopolysus en grande quantité, devenant une autre barrière au transfert de CH4 et d'autres gaz, tels l'oxygène et le dioxyde decarbone.*A ma connaissance, il n'y a aucune étude sur l'application de bioréacteurs enzymatiques pour controlr 大气污染物排放，电话：CH4。甲烷氧化菌酶系统是一项研究，特别是 MMO 复合物。这是酶反应和操作方面的重大进步。该反应器具有多种优势，例如，快速反应速度（从毫秒到秒）、转换速度非常快、转换速度快、反应速度小，反应速度快。该反应器具有在条件下操作的优势以及生物过滤器或其他生物反应器的压力和温度的升高。酶反应的原理是酶的恢复和稳定性。 Plusieurs études montrent que l'immobilization des酶s aide à leur stables.*Le present projet a pour but de devopper un réacteur enzymatique pour Transformer le CH4 en méthanol, qui peut être facilement récupéré par Absorbé outransformé en bioproduits à valeur ajoutée, 生物表面活性剂和低聚糖的功能，可以作为硝化碳的来源，并用于水处理过程中。 *目前的项目，酶反应器研究的不同配置，因此生物反应器在悬浮液中的酶或固体惰性颗粒上的固定相中，ainsi qu'un 生物反应器在相凝视中使用酶（过滤器） 酶）。舍布鲁克大学和国家电子化学与技术环境中心（CNETE、沙维尼根学院 CCTT）的实验蒙太奇，完整地提供了高级生物工业流程的平台。与舍布鲁克大学 Michèle Heitz 教授（空气污染物专家）、INRS-ETE 教授（环境微生物专家）Satinder Brar de l'INRS-ETE（环境微生物专家）和 Tarek Rouissi 魁北克大学教授联席合作进行计算 Chicoutimi (UQAC)（微生物和酶固定化专家）。