Brevet FR2168225A1 — publié le 19730831

La présente invention a pour objet un dispositif de fermentation continue de jus sucrés dans le but d'obtenir de l'alcool et plus particulièrement de fermentation de jus de betterave ou canne à sucre ou encore de mélasse de betterave ou canne à sucre. La fermentation alcoolique continue de tels morts a déjà été réalise. Certaines installations sont constituées par des séries de cuves reliées les unes aux autres, le débit les traversant étant déterminé de telle façon que le jus entrant dans la première cuve sorte de la dernière complètement fermenté et prêt à etre distillé, Cependant, dans les dispositions de ce genre, le processus de fermentation s'effectue très lentement de telle sorte que la chaf- ne de cuves ainsi constituée doit etre d'un volume considérable. Afin d'accélérer le processus de fermentation et donc de diminuer le volume de cuverie nécessaire, on a proposé de réaliser la fermentation dans une cuve séparée par des cloisons en une pluralité d'enceintes concentriques communiquant les unes avec les autres alternativement par en haut et par en bas. Ce dispositif fonctionne de façon satisfaisante mais sa fabrication est onéreuse. La présente invention a pour objet un dispositif de fermentation comportant des moyens permettant d'accélérer considérablement la fermentation, ce qui permet de diminuer l'importance des investissements. Le dispositif selon la présente invention est caractérisé par le fait qu'il est constitué par une cuve de grande longueur divisée, dans le sens de cette longueur, en deux parties l'une appelée tête dans laquelle arrive le jus devant fermenter, l'autre appelée queue d'où sort le moat ayant fini de fermenter, toutes deux munies de pompes de recyclage, le circuit de recyclage de la première partie comportant un échangeur de chaleur permettant de contrôleur la température de la réaction, et le moyen de recyclage de la deuxième partie comportant une dérivation vers un séparateur dans lequel les levures sont recueillies pour entre réinjectées dans la première partie. A titre d'exemple, et pour faciliter la compréhension de lin- vention, on a représenté aux dessins annexés - Fig. 1 une vue schématique d'un dispositif selon l'invention - Fig. 2 une variante du dispositif selon la figure 7 - Fig. 3 une vue schématique d'un mode préférentiel de réalisation; - Fig. 4 une variante de la figure 4. En se reportant à la figure 1, on voit que le dispositif est constitué par une cuve de grande longueur, divisée, dans le sens de la longueur en deux parties 1 et 2 au moyen d'une cloison 3. La partie 1 comporte une arrivée 10 par laquelle est amené le jus ou la melasse devant fermenter. Ladite partie 1 comporte un circuit de recyclage constitué par une canalisation d'aspiration 11, une pompe 12, un échangeur de température 13, une canalisation de refoulement 14. La canalisation 11 part du point le plus bas de la partie 1 situé à proximité de la cloison B, tandis que la canalisation 14 débouche au début de la partie 1 à proximité de l'endroit od débouche la canalisation d'alimentation 10. De l'air est insufflé par une caialisation 25 voisine de la canalisation 10. La partie 3 comporte une canalisation d'évacuation 15, branchée sur une pompe 16 ; elle communique avec la partie 1 par une ouverture b placée à la base de la cloison B. Le débit de la pompe 16 et les dimensions de l'orifice b sont déterminés de telle sorte que le niveau dans la partie 3 soit inférieur à celui dans la partie 4. Ladite partie 3 comporte un circuit de recyclage constitué par une canalisation d'aspiration 17, une pompe 18, et une canalisation de refoulement 19. La canalisation 17 part du point le plus bas de la partie 3; tandis que la canalisation 19 débouche au début de la partie 3, à proximité de l'orifice b. Sur la canalisation 19 est placé un robinet à trois voies 20, par l'intermédiaire duquel une fraction du débit de la pompe 18 est dérivée par une canalisation 21 vers un séparateur 22. Ce séparateur 22 est un appareil de type connu permettant d'extraire, par centri fugation, les -levurescontenues dans le liquide véhiculé par la canalisation 21. A partie de ce séparateur, les levures extraites sont acheminées par une canalisation 23 vers la partie 1, de préfé- rence dans la zone ou débouchent les canalisations 10 et 14, tandis que le liquide dont les levures ont été extraites est retourné à la partie 3 par la canalisation 24. Le fonctionnement d'un tel dispositif est le suivant : la longueur totale de la cuve est d'environ 40 mètres, sa hauteur et sa largeur 5 mètres ; le jus devant fermenter arrive dans la partie 1 par la canalisation 10 ; il est mis en contact avec des levures provenant du séparateur 23, est continuellement brassé par le cir cuit de recyclage et sa température est naintenue aux environs de 300 au moyen de l'échangeur 13. La cloison B retient les mousses. Une partie du liquide se trouvant dans la partie 1 passe par l'orifice b vers la partie 3, le conrant ainsi créé étant proportionnel à la différence de niveau entre les deux parties 1 et 3. Le liquide se trouvant dans la partie 3 est constamment brassé par le recyclage opéré par la pompe 18. La figure 2 représente de façon très schématique une installation dans laquelle les parties 1 et 3 sont c8te à côte au lieu d'être bout à bout comme dans l'exemple représenté à la figure 1. La figure 3 représente une version améliorée du dispositif de la figure 1. En se reportant à cette figure, on voit que la partie de tbte est divisée en deux parties 1 et 2 par une cloison A. Dans la partie 1 ainsi délimitée, qui est de faible volume, débouchent les canalisations 10, 23 et 25. La partie 1 se vide dans la partie 2 par dessus la cloison A, cependant un petit orifice a de vidange est prévu dans ladite cloison. La canalisation 14 débouche au voisinage de la cloison A. De mme la partie de queue est divisée, par une cloison C, en deux parties 3 et 4. Les canalisations 17 et 19 sont dans la partie 3. La cloison C comporte à sa base un orifice c faisant communi- quer les parties 3 et 4. La partie 4 comporte un circuit de recyclage comportant une canalisation d'aspiration 27, une pompe 28, une canalisation de refoulement 29. La canalisation 27 part du point le plus bas de la partie 4, tandis que la canalisation 29 débouche, au début de la partie 4, à proximité de l'orifice c. Sur la canalisation 29 est prise une dérivation 31 munie d'une vanne automatique 30 commandant le débit de la canalisation d'évacuation 15. La canalisation 24, en provenance du séparateur 22, débouche à proximité de la cloison C. Le fonctionnement d'un tel dispositif est le suivant Le jus devant fermenter arrive dans la partie A de petite capacité, il y est mélangé aux levures arrivant par la canalisation 24 et à l'air insufflé par le bas par la canalisation 24 ; il se produit donc un brassage violent qui assure un bon mélange du jus, des levures et de l'air. La partie 1 déborde par dessus la cloison A dans la partie 3 où se produit la phase la plus tumultueuse de la fermentation. Comme précédemment, les gaz sont évacues par la cheminée 26, les mousses sont retenues par la cloison B, la température parl*chan geur 13 tandis que le liquide en fermentation est continuellement brassé par l'action de recyclage. On peut disposer dans la partie 1-2 un dispositif pour abattre les mousses ou un moyen d'aspiration vers une pompe de démoussage. Le liquide partiellement fermenté passe dans la partie 3 par l'orifice b. Dans cette partie, le liquide est continuellement brassé par le circuit de recyclage 17, 18, 19. Le liquide qui passe ensuite dans la partie 4 a presque fini de fermenter ; il est également continuellement brassé par le circuit 27, 28, 29. Du fait que la canalisation 21 est alimentée en liquide provenant de la partie 3, il contient des levures qui n'ont été que fort peu inhibées par l'alcool contenu dans le liquide puisé il en résulte que l'ensemencement de la partie 1 est fait continuellement avec des levures en pleine activité, ce qui est un facteur non négligeable de l'amélioration de rendement du dispositif. A titre de comparaison, on a calculé que si l'on disposait une cuve parallélipipédique ayant les mêmes dimensions (long. 40 m., larg. 5 m., haut. 5 m.) ne comportant aucun des moyens décrits ci-dessus et ayant seulement une alimentation 10 et une évacuation 15, le liquide devrait, pour être fermenté, se mouvoir à une vitesse de l'ordre de 0,4 millimètre par seconde, et il est pratiquement impossible d'obtenir un déplacement homogène aussi lent dans une masse en fermentation. La disposition ainsi décrite permet de diviser par deux le volume nécessaire avec une batterie de cuves et par 1,5 le volume nécessaire avec une cuve à cloisons concentriques tout en étant beaucoup plus simple à réaliser. La figure 4 représente d'une façon très schématique une installation dans laquelle les parties 1-2 et 3-4 sont placées cbte à c8te au lieu entre bout à bout. PEVENDICATIO#S 1 - Dispositif de fermentation en continu- de jus sucré caractérisé par le fait qu'il est constitue par une cuve de grande longueur, divisée dans le sens de cette longueur en deux parties toutes deux munies dcun circuit de recyclage, le circuit de recyclage de la première partie comportant un échangeur de chaleur permettant de contrdler la température du liquide en fermentation et le circuit de recyclage de la seconde comportant une dérivation vers un séparateur dans lequel les levures sont recueillies pour hêtre réinjectées dans la première partie ; le liquide à fermenter étant introduit dans la première partie et le liquide fermenté étant extrait de la deuxième partie. 2 - Dispositif selon la revendication 1 dans lequel la pre sidère partie comporte une arrivée d'air. 3 - Dispositif selon la revendication 1 dans lequel les deux parties sont séparées par une cloison et communiquent entre elles par un orifice pratiqué au bas de ladite cloison. 4 - Dispositif selon la revendication 3 dans lequel la pre mièvre partie est couverte et munie d'une cheminée d'évacuation des gaz. 5 - Dispositif selon les revendications 1 à 4 dans lequel ladite première partie est subdivisée en deux compartiments par une cloison, la première subdivision de faible volume recevant les canalisations d'alimentation en jus, d'alimentation en levures et d'aliientation en air et débordant par dessus ladite cloison dans la deuxième subdivision.oW se trouvent les moyens de recyclage du liquide en fermentation. 6 - Dispositif selon la revendication 5 dans lequel la deuxième partie est subdivisée en deux compartiments par une cloison, chaque subdivision comportant un circuit de recyclage, les deux compartiments communiquant par un orifice situé à la base de la cloison. 7 - Dispositif selon la revendication 6 dans lequel le moyen de recyclage de la première subdivision comporte une dérivation vers ledit séparateur de levure. 8 - Dispositif selon la revendication 7 dans lequel ledit séparateur alimente en levure la première subdivision de la première partie et en liquide sans levure la deuxième subdivision de la deuxième partie. 9 - Dispositif selon la revendication 6 dans lequel le moyen de recyclage de la deuxième subdivision comporte une dérivation vers la canalisation de sortie commande par une vanne automatique.