EXPÉRIENCE
Afin d'illustrer notre TPE et de nous rendre compte de la fabrication d'un biocarburant, nous avons décidé de fabriquer nous même du bioéthanol à partir de sucre de betteraves. Nous avons utilisé les installations et le matériel de notre lycée afin de réaliser notre expérience.
1 ) Extraction du sucre de la betterave (chimie) :
Liste de matériel :
- 50 g de betteraves
- 50 g d'eau distillée H2O
- 1 ballon équipé d'un bouchon
- 1 réfrigérant à reflux
- 3 bécher
- 1 chauffe-ballon
- 1 potence
- papiers-filtre
- 1 entonnoir
- eau de chaux Ca(OH)2
- 1 Büchner
Protocole :
- Couper 50 g de betteraves en fines tranches puis les mettre dans un ballon.
- Ajouter 50 g d'eau distillée et le relier à un réfrigérant à reflux maintenu par une potence.
- Chauffer le ballon à l'aide d'un chauffe-ballon pendant 30 min.
- Filtrer la solution obtenue avec un papier-filtrer et un entonnoir afin d'éliminer les morceaux.
- Ajouter de l'eau de chaux puis effectuer une filtration sous vide avec un Büchner. Effectuer cette action plusieurs fois.
- L'extraction du jus sucré est terminée.
2 ) Fermentation des levures (SVT) :
Liste de matériel :
- jus sucré extrait précédemment
- 1 ordinateur équipé du logiciel PASCO Capstone
- 1 sonde à O2
- 1 sonde à CO2
- 1 sonde à éthanol C2H5OH
- 1 bioréacteur miniature avec agitateur
- 1 seringue
- glucose en poudre
- levures
- 1 erlenmeyer
Protocole :
- Affamer les levures 2 jours avant.
- Brancher les 3 sondes à l'ordinateur et ouvrir PASCO Capstone.
- Verser une légère quantité de levures dans le bioréacteur puis activer l'agitateur.
- Lancer l'enregistrement des données.
- Au bout de quelques minutes, verser à l'aide d'une seringue un peu de jus sucré dans le trou du bioréacteur afin de nourrir les levures.
- Encore au bout de quelques minutes, verser un peu de glucose en poudre dans le trou.
- Après quelques minutes, arrêter l'enregistrement.
Conclusion de l'expérience
En raison de notre manque de moyens, nous n'avons pas pu effectuer la distillation afin d'éliminer l'eau et les autres espèces chimiques restantes qui aurait donc abouti à du bioéthanol utilisable. Il faut aussi savoir que le bioéthanol fabriqué de manière industrielle offre un bien meilleur rendement que le nôtre. De plus, la betterave sucrière étant très difficile à trouver sur le marché, nous nous sommes contentés d'une betterave rouge contenant environ 2 fois moins de sucre que la sucrière. Cependant, nous avons quand même pu obtenir des bons résultats : nous avons réussi à extraire du sucre à partir de matière organique et à obtenir de l'éthanol en faisant fermenter des levures à partir du sucre de betteraves. Nous en avons donc, grâce au logiciel PASCO Capstone, obtenu un graphique décrivant l'évolution de O2, de CO2 et d'éthanol en fonction du temps. Nous pouvons observer lors de l'ajout du sucre que le taux de O2 chute jusqu'à en devenir nul alors que ceux de CO2 et d'éthanol ont augmenté, nous sommes donc bien dans le cas d'une fermentation.
