Brevet FR2168208A1 — publié le 19730831

L'invention se rapporte à un procédé de production d'une protéine par culture de microorganismes avec utilisation d'hydrocarbures du pétrole. Ces dernières années, divers rapports ont été rédigés sur l'utilisation de certaines cellules de microorganisme, telles que d'une levure ou d'une bactérie, comme sources de protéine dans la nourriture, l'alimentation ou analogue, ce microorganisme étant cultivé avec l'utilisation de n-paraffines, de kérosène et d'autres produits pétroliers comme cource principale de carbone. Cependant, l'application industrielle d'une telle méthode se heurte aux problèmes décrits ci-après. L'intérieur du récipient de fermentation doit être maintenu à des températures d'environ 300 à 400C, températures convenant à la croissance du microorganisme. Lorsque l'on emploie comme source principale de carbone une nparaffine ou du kérosène ou analogues, il est nécessaire de prévoir une grande quantité d'eau de refroidissement à basse température polir effectuer ce contrôle de la température, car la chaleur de fermentation par unité de poids des dits matériaux de départ est importante. En outre, pour obtenir une vitesse de réaction biochimique convenable dans le récipient de fermentation, il est nécessaire de disperser le matériau de départ en l'émulsionnant, en meme temps que les autres matériaux de-culture puisque l'hydrocarbure est insoluble dans l'eau. De plus, après la croissance du microorganisme, il est difficile d'isoler la cellule d'avec les produits qui n'ont pas réagi pour séparer la dite cellule. C'est pourquoi un traitement d'épuisement spécial est nécessaire pour enlever l'odeur de pétrole. Le but de la présente invention est de remédier aux inconvénients ci-dessus, en indiquant un procédé d'obtention d'une protéine par culture de microorganismes tels que levure, bactéries, etc, des hydrocarbures étant utilisés comme source principale de carbone. Conformément à la présente invention, c'est le polymère, un sous-produit de la fabrication du polypropylène, du polyéthylène ou de leurs copolymères, qu'on utilise comme source principale de carbone. le polymère est pyrolysé, puis les produits qui en résultent sont techniquement oxydés en phase liquide, pour donner un mélange de composés hydrophiles - consistant en dérivés hydroxylés d'hydrocarbures, en composés carbonylés, en acides carboxyliques et en leurs dérivés - et ce mélange est utilisé comme source de carbone dans le milieu de culture des dits microorganismes, en vue d'obtenir la dite protéine cellulaire. C0nformément à ce procédé, les inconvénients mentionnés ci-dessus sont écartés, et il est effectivement possible de mettre le procédé en oeuvre en peu de temps, par l'utilisation de moyens de préparation techniquement bien définis. Il est facile aus microorgahismes de se développer par ce que le milieu de culture contient le susdit mélange de composés hydrophiles. De plus, les cellules ne sont pas contaminées par les hydrocarbures n'ayant pas réagi. C'est un grand avantage industriel que d'utiliser un déchet, tel qu'un polymère, qui cause une pollution d'environnement, mais qu'onn'autilisé économiquement et effectivement dans aucun emploi comme matériau de départ dans la production de protéine. Comme matériaux de départ, dans la présente invention on utilise des polymères non cristallins que l'on a isolés comme sous-produits dans la fabrication du polypropylène : des polymères de bas poids moléculaire qui sont des sous-produits de la fabrication du polyéthylène ; ou d'autres polymères, obtenus comme sous-produits dans les procédés de fabrication de copolymères de l'éthylène et du propylène. Ces polymères sont en général nuisibles à la qualité des produits, de telle sorte qu'on doit les isoler ou les extraire. Ces polymères sont tous à l'état cireux à la température ambiante. Ils ont des propriétés qui se ressemblent et qui ressemblent à celles du polymère sous-produit du polypropy lène, et indiqué ci-dessous à titre d'exemple poids spécifique (2000) 0,83 - 0,88 point de fusion 50 -1200C viscosité (20000) 150 - 70 0OOcP pouvoir calorifique supérieur 10 000 - 11 000 kcal/kg composition C : 85,5% : H : 14,50 cendres : 0,01 -0,05 S:0% Ces polymères sous-produits sont des alcanes ou des alcènes, de poids moléculaire élevé ; ils sont instables à la chaleur, et aisément pyrolysés. Par exemple, le polymère sousproduit du polypropylène est vigoureusement pyrolysé à près de 4200 C, pour donner des hydrocarbures de C1 à C20.Lorsque les produits sont refroidis à la température ambiante à la pression atmosphérique, on obtient environ 5% en poids daun produit gazeux d'hydrocarbures de Ct à C6, et environ 95% en poids d'un produit liquide constitué d'hydrocarbures de C5 à C20. Le produit liquide a l'apparence du kérosène et- il contient des hydrocarbures paraffiniques et oléfiniques dans lesquels le composant principal est un distillat d'hydrocarbures de C7 à C1 . En ce qui concerne le polymère sous-produit du polyéthylène, on le pyrolyse à environ 470 C, et la composition et les propriétés du produit qui en résulte sont semblables à ce que l'on obtient dans le cas du polymère sous-produit du polypropy lène. Le produit décomposé liquide ci-dessus est oxydé en phase liquide pour donner divers composés oxygénée hydrophiles tels que des acides gras, des alcools, des esters, des aldéhydes, des cétones, des éthers, etc... On choisit de préférence la méthode d'oxydation parmi les méthodes ordinaires. Par exemple, le produit décomposé est oxydé dans une tour d'oxydation en insufflant de l'air à température élevée. sous pression, en présence ou en l'absence de catalyseur : le produit est transféré dans un séparateur pour lui enlever son gaz, et il est séparé en une phase huileuse, et en une phase acqueuse contenant des substances hydrophiles. la phase huileuse est recyclée à la tour d'oxydation et, d'autre part et en m8me temps, on fait passer le produit hydrophile au processus suivant de fermentation, en tant que source de carbone du milieu de culture en vue de la culture des microorganies. le produit d'oxydation est hydrophile, de telle sorte que sa dispersibilité dans le milieu de fermentation du dit microorganisme est bonne. Aucun procédé particulier de stérilisation pour l'enlèvement d'un microbe infectieux n'est nécessaire, parce que le produit a déjà été traité à température élevée. De plus, il ne contient aucun corps insoluble, de sorte que les bactéries cultivées sont aisément lavées pour ltenlèvement des corps indésirables qui y adhèrent. Suivant la présente invention, les produits d'oxydation d'hydrocarbures obtenus comme décrit ci-dessus sont utilisés comme sources de carbone dans la croissance des microorganismes, mais il n'y a pas de limitation au choix des microorganismes ni au choix des méthodes de culture. On citera cependant, parmi les microorganismes souhaités, les Pseudomonas aeruginosa, Eseudomonas coharens, Pseudomonas fluerescens, Pseudomonas ambigua, Flavobacterium arborescens, Flavobacterium aquatile, 3acillus licheniformis. On peut aussi ajouter au milieu de culture : d'autres sources de carbone que l'on utilise ordinairement, des produits minéraux tels que des phosphates, des sulfates, des nitrates, des sels alcalins et analogues, des produits organiques tels que des extraits de levure, etc... L'invention sera décrite à l'aide d'un exemple. Exemple On sépare un polymère sous-produit de la fabrication du polypropylène d'avec le produit, sous la forme de substance non cristalline, blanche et cireuse, ayant une densité à 200C de 0,88, une température de ramollissement de 600C et un poids moléculaire de 2,0 x 10 4; et on le fait passer à travers un tube chauffant pour le porter à environ 420 C, ce qui le décompose en une phase liquide. Le produit huileux résultant est oxydé en phase liquide. L'oxydation en phase liquide peut être conduite en présence ou en l'absence de catalyseur, à la pression atmosphérique ou à pression élevée, et avec insufflation d'air ou d'oxygène. Par exemple, la température de réaction étant de 15co3, on utilise 0,1% en poids de ZMnO4 comme catalyseur. On poursuit la réaction pendant 10 heures en autoclave à une pression de 5 bars tout en faisant passer de l'air avec agitation mécanique. La partie du produit insoluble dans l'eau à une température de 400C est recyclée dans le réacteur pendant la réaction, on obtient environ 150% en poids d'hydrocarbure oxydé hydrophile lorsque lton a utilisé 100% d'hydrocarbure au départ.Le produit est constitué de : acide formique : 2s,0 en poids, acide acétique 30% en poids, acide d'une fraction ayant un point d'ébullition de 130 à 2000C : 40% en poids, composés carbonylés dont le point d'ébullition est inférieur à 1300C : 10% en poids, esters dont le point d'ébullition est inférieur à 1300C : 25% en poids, et fraction neutre, dont le point d'ébullition va de 70 à 1800C : 50% en poids. Lorsque l'on mélange la solution dans l'eau du milieu de culture ci-dessous, contenant le produit d'oxydation mentionné plus haut, avec du Pseudomonas azabigua et du Pseudomonas fluorescens ; et que l'on maintient la culture à 30 C pendant 24 heures, on obtient en moyenne 80% en poids de cellules sèches (par rapport au poids du produit d'oxydation). La teneur en protéines brutes des dites cellules est en moyenne de 65% en poids. Solution dans l'eau (pH à 7) du milieu de culture : Produit d'oxydation mentionné ci-dessus 1 % Extrait de levure 0,025 % KH2PO4 O, 1 % Na2HPO4, 12 H20 0,25 % MgSO4 0,1% KC1 0,1* NO 0,5 % Bien entendu, l'invention n1 est pas limitée à l'exemple de réalisation ci-dessus décrit et repré senté , à partir duquel on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. REVENDICATION Procédé de production d'une protéine par culture de microorganisme avec utilisation d'hydrocarbures du pétrole, caractérisé en ce que l'on pyrolyse un polymère sousproduit, séparé des produits de la fabrication du polypropylène, du polyéthylène ou des copolyières de l'éthylène et du propylène, en ce que l'on mène l'oxydation en phase liquide du matériau pyrolysé qui en résulte, pour donner un produit hydrophile d'oxydation des hydrocarbures, et en ce que l'on fait pousser les microorganismes dans le milieu de culture contenant le dit produit d'oxydation des hydrocarbures.