Bonjour à tous. Aujourd'hui, abordons un sujet un peu plus technique : les trois méthodes de production pour la fermentation de l'acide aspartique-, la synthèse enzymatique et la synthèse chimique. Bien que les produits issus de ces différents procédés soient tous classés comme acide aspartique, ils présentent des différences significatives en termes de pureté, de coût et d’impact environnemental.
Méthode de fermentation : la barrière à l’entrée la plus traditionnelle et la plus faible
La méthode de fermentation utilise des micro-organismes-tels que les espèces E. coli ou Corynebacterium-pour fermenter un milieu de culture à base de sucre-et produire de l'acide, qui est ensuite extrait et purifié.
Avantages :Les matières premières sont peu coûteuses ; des substances comme la mélasse ou les hydrolysats d'amidon conviennent. Le processus est mature, les exigences en matière d'équipement sont modestes et même les installations à petite échelle peuvent le mettre en œuvre.
Inconvénients :La composition du bouillon de fermentation est complexe ; en plus du produit cible, il contient de la biomasse microbienne, des pigments et des sous-produits acides. Par conséquent, les étapes d’extraction et d’épuration sont nombreuses et la demande chimique en oxygène (DCO) des eaux usées est élevée. Le produit résultant a généralement une pureté comprise entre 98 % et 99 % ; les impuretés peuvent contenir des traces d'endotoxines (dérivées des cellules microbiennes), ce qui les rend impropres à une utilisation dans des applications de qualité injectable-.
Coût:Les coûts des matières premières sont faibles, mais les coûts du traitement environnemental sont élevés. Dans l'ensemble, le coût total se situe dans la fourchette inférieure-à-moyenne.
Méthode enzymatique : actuellement le choix courant, bien-équilibrée
La méthode enzymatique utilise des enzymes pour catalyser la réaction entre l'acide fumarique et l'ammoniac, générant ainsi de l'acide aspartique. Les conditions de réaction sont douces et se déroulent généralement efficacement à température ambiante et pression atmosphérique.
Avantages :La réaction présente une spécificité élevée, ce qui entraîne un minimum de sous-produits. Les taux de conversion sont élevés, dépassant souvent 95 %. La purification est simple, ce qui permet d'atteindre facilement des niveaux de pureté supérieurs à 99 % ; de plus, il élimine le risque de contamination par endotoxines associé au procédé de fermentation.
Inconvénients :Le coût des enzymes est important ; bien que les enzymes immobilisées puissent être réutilisées à plusieurs reprises, l’investissement initial en capital est important. De plus, le prix de la matière première -acide fumarique-est soumis aux fluctuations du marché pétrochimique.
Coût:Pas bon marché, mais stable et contrôlable. La pression environnementale est relativement faible, car le volume des eaux usées ne représente qu'environ un tiers de celui produit par la méthode de fermentation. Ce processus est actuellement le choix courant parmi les installations de fabrication-à grande échelle.
Méthode de synthèse chimique : l’approche la plus ancienne, aujourd’hui de moins en moins utilisée
La méthode de synthèse chimique consiste à synthétiser de l'acide aspartique à partir d'acrylonitrile ou d'autres matières premières pétrochimiques par une série d'étapes, telles que des réactions d'addition et d'hydrolyse.
Avantages :Théoriquement, les matières premières sont peu coûteuses et le processus est bien-adapté à une production continue à grande échelle-.
Inconvénients :Il souffre d’une multitude de problèmes. La réaction nécessite des températures et des pressions élevées, ce qui entraîne une consommation d'énergie élevée. De plus, il génère de nombreux sous-produits-y compris des sels inorganiques tels que le sulfate d'ammonium-, ce qui rend extrêmement difficile l'obtention de niveaux élevés de pureté du produit. De plus, cette voie de synthèse peut impliquer l’utilisation de cyanure, posant des risques importants pour la sécurité et imposant d’immenses pressions environnementales.
Coût:Même si les matières premières peuvent paraître peu coûteuses, le coût réel-une fois pris en compte la consommation d'énergie, les mesures de protection de l'environnement et les investissements en matière de sécurité-n'est en aucun cas faible. Cette méthode a désormais été largement abandonnée au niveau national ; bien que quelques voies synthétiques spécialisées l'utilisent encore, de tels cas sont extrêmement rares.