Expérience

Expérience:

Comment produire du bioéthanol à partir de betterave?

D’abord, nous tenons à préciser que nous ne pouvions pas réaliser cette expérience à cause du temps qu'auprès pris la fermentation. Nous nous sommes donc basés sur des expériences réalisées par des professionnels a l’aide d’internet.

 

Nous allons commencer pas extraire le sucre contenu dans la betterave. Ce sucre est le saccharose, de formule C12H22O11.

Grâce à la photosynthèse, une plante, comme la betterave sucrière, peut fabriquer du sucre. Pour cela, la plante n’a besoin que d’énergie lumineuse et de matières minérales, comme le dioxyde de carbone de formule CO2 et l‘eau de formule H2O. Ces matières minérales se transforment alors en saccharose (C12H22O11) qui est transporté vers la racine et en dioxygène (O2) qui est rejeté à l’extérieur par la betterave. L’équation chimique de la photosynthèse s’écrit : 12CO2 + 11H2O → C12H22O11 + 12O2

 

Des glucides, par exemple des oses tels que le glucose, sont synthétisés à partir du dioxyde de carbone CO2 et de l'eau H2O avec libération d'oxygène O2 comme sous-produit de l'oxydation de l'eau.

 

 

 

Voici un schéma présentant le mécanisme de la photosynthèse:

Capture

 

Voici l'expérience en question:

-Au départ, il faut couper environ 50 gramme de betteraves à sucre en fins morceaux et les placer avec plus de 100ml d’eau distillée dans un ballon muni d’un réfrigérant à reflux .

-Ensuite, chauffer le tout 30 minutes.

-Filtrer sur un papier pour éliminer les morceaux de betteraves et obtenir donc que la solution.

-On ajoute ensuite au filtrat 10 ml d’une solution de carbonate de calcium (CACO3) de concentration 10 g/L qui permet de précipiter une partie des impuretés.

-On filtre ensuite en utilisant un Bêcher ou l’on récupère un jus clair.

 

2ème étape:

 

-Dans une bécher de 250 mL, introduire 100 mL d’eau distillée.

-Emietter 5 g de levures de boulanger pour accélérer le processus de fermentation.

-Mélanger soigneusement pour qu’il ne reste plus de grumeaux.

-Ajouter 5  g de sucre en poudre (saccharose C12H22O11)

-Mélanger jusqu’à dissolution puis verser dans une bouteille de 250 mL.

-Découper l'embout de gonflage d'un ballon de baudruche pour réaliser un adaptateur entre le goulot de la bouteille et la cartouche d'un test d'alcoolémie.

-En main d’une épingle à nourrice, percer deux ou trois petit trous à travers de la cartouche pour faciliter le passage des gaz.

-Placer le raccord de baudruche d’un côté sur le goulot de la bouteille dt de l’autre côté sir la cartouche enfoncée dans le ballon, du test selon son mode d’emploi.

-Laisser la manipulation évoluée en agitant de temps en temps pour empêcher la sédimentation des levures et laisser le ballon se gonfler.




3ème étape: Purification de la solution

 

-Nous avons obtenu un jus de fermentation contenant de l'éthanol. Cependant ce jus contient encore en grande partie de l'eau, nous cherchons alors à purifier au maximum cet éthanol en éliminant le plus possible d'eau. La température d'ébullition de l'eau (100°C) et celle de l'éthanol (78°C) sont différentes, de plus, ce jus ne contient pas seulement de l'eau et de l'éthanol, nous allons donc procéder à une distillation fractionnée.

 

Voici le shéma d’un montage de distillation fractionnée:



 




Après l’expérience finie et avoir obtenue notre bioéthanol, nous devons enfin savoir si il a les propriétés d’un carburant.

Pour cela il faut verser après plusieurs distillation le distillat dans une coupelle ou un verre de montre. Puis y mettre le feu a l’aide d’un briquet ou autres. Si la solution d’éthanol s’enflamme nous pourrons conclure que notre expérience à fonctionné et possède donc les caractéristiques d’un carburant.

On peut en conclure qu'à partir d’un jus sucré extrait des betteraves sucrières, on peut fabriquer du bioéthanol. La France a autorisé de mélanger l’alcool à l’essence en janvier 2007. La fermentation alcoolique permet de transformer le jus sucré grâce à des levures en éthanol (C2H6O) et en dioxyde de carbone (CO2). L’équation de la réaction de fermentation s’écrit : C12H22O11 + H2O → 4C2H6O + 4CO2

De plus nous pourrions mesurer son pouvoir calorifique afin de connaitre l'énergie perdue lors de la combustion.