Brevet FR2336476A1 — publié le 19770722

L'invention concerne un procédé de préparation en continu de nasse biolobique microbienne 7 partir de substrats volatils, par exemple, d'alcool diatillé à partir de levures sulfitique ou aérobie, éventuellement en mélange avec des déchets de matières premières contenant une source de carbone utilisable par les microorganismes, avec addition d'un bouillon de culture, avec lequel on remplit une tour de fermentation à plueieurs étages, et ensemencement subséquent avec une culture de micrtes ou de levure, suivi d'une aération. L'invention concerne en outre un dispositif pour la réalisation de ce procédé. Jusqu'à présent, on connaîesait quelques procédés de préparation de masse biologique à partir de substrats volatils, par fermentation en un étage. Parmi les alcools, on a utilisé les métha- nol (T. Kaneda et collaborateurs, Cen. J. Microbil. 5,87, 1959 ; Ogata et coll. J. Ferment, Technol. 49,389, 1970), éthanol (T. Akiba et coll., J. Ferment, Assoc. Japan 29,91, 1969 ; T. Akiba et coll ; J. Perment. Technol 48,323, 1970 ; S. Omata et coll, J. Ferment Aesoc. Japan 26,313, 1968 ; brevets tchécoslovaques n 109 658, 137 496, 158 954, 158 991, 161 553), alcool isopropylique (T. Akiba, T. Fukomobora, J. Ferment. Technol. 51, 134, 19730 et alcool n-buty lique (K. Cgata et coll ; J. J. Fentent. Technol. 48, 470, 1970). Pans ces procédés, des pertes de substrat se produisent par entraînment dans le courant sortant de la tour de ferzentation ou fermenteur et par échappement dans la phase gazeuse se dégageant de ce dernier, si l'on utilise dans l'alimentation du milieu nutritif des substrats volatils avec des concentrations élevées. A part cela, les pertes de substrat volatil dans le courant de sortie dépendent de la vitesse de dilution, qui influe air l'équilibre de la concentration du substrat, dont la valeur doit ainsi être aussi faible que possible.C'est pourquoi, le rendement des procédés rentionnés est fortement affecté, cri particulier par la concentration du substrat volatil pendant l'alimentation, ainsi que dans une cortaure mesure par la grandeur de la vitesse de dilution. On connaît également quelques procédés,oui pour préparer une masse biologique à partir de substrats volatils appliquent un système à plusieurs étages. On a examiné le développement dtun processus dans une cascade de fermenteurs reliés en série, où l'on a constaté de notables pertes par échappement du substrat volatil dans la phase gazeuse et par l'action d'inhibition due à la concentration élevée du substrat et des produits du métabolisme apparaîssant dans le processus. Le rendement de ce procédé est notamment limité on raison de la faible vitesse de dilution ainsi quten raison de la faible concentration du substrat lors de l'alimentation, par laquelle on a essayé d'éviter les pertes de substrat.Un autre désavantage de ces procédés est le faible pourcentage d'utilisation de l'oxygène apporté par l'introduction d'air dûe au bref séjour des bulles de gaz pendant leur passage dans la phase liquide. Cn connaît également un procédé de préparation de masse biologique dans une tour de fermentation à plusieurs étages ayant des parois de séparation où le processus s'effectue sans agitation mécanicwue (S. Goto et colt. J. Ferment technol. 51, 52, 1973). Dans ce procédé, on n'a utilisé pour l'alimentation que 1,55 % d'éthanol, et le volume d'air d'aération s'élevait à 3,44 fois le volume de la phase liquide par minute. Dans un système à trois étages, la masse biologique dans le courait de sortie représentait une concentratIon de 10 g/litre, la concentration de l'éthanol était nulle et le rendement de la masse biologique calculé sur l'étlianol assimilé s'élevait à 62 % en poids. 5e désavantage de ce procédé réside dans la faible concentration de l'éthanol alimenté et dans la faible concentration en masse biologique du courant de sortie qui s'ensuit et, dans l'importance de la consommation d'air pour l'aération, par rapport à la faible concentration de la masse biologique, Les dispositifs connus actuellement reposent sur le principe d'une tour de fermentation à plusieurs étages. Un dispositif de ce genre est constitué par des cylindres en verre reliée entre eux à laide de brides en aluminium. Entre les cylindres, se trouvent des cloisons perforées, qui servent à équilibrer la température du on- tenu. l'écoulement de la phase liquide et de la phase gazeuse s'effectuent dans le m!e sens, la dispersion de la phase gazeuse s'effectue à travers les cloisons perforées.On n'obtient une vitesse d'écoulement suffisante de la masse qu'avec de grandes vitesses d'écoulement de la phase gazeuse, ce qui en contre-partie abaisse le taux d'utilisation de l'oxygène amené par le milieu d'aération. De plus, on connaît encore quelques dispositifs où pour la dispersion de l'air, on utilise uniquement des cloisons perforées lorsque la phase liquide et la phase gazeuse s'écoulent dans le mEme sens en absence d'agitation mécanique, la diminution du courant d'air provoque une sédimentation cellulaire. Un autre dispositif semblable est formé par une tour avec des cloisons perforées, qui n'occupent pas entièrement le diamètre de la tour. Ce dispositif, qui marche en contre-courant, est pourvu d'un tube de circulation de retour ç dans la partie inférioure de ce tube, qui est monté à l'extérieur du fermenteur, s'effectue le mélange de la phase gazeuse avec l'air. On connaît encore un dispositif où l'on utilise des disques rotatifs présentant alternativement un grand diamètre et un petit diamètre, en face desquels se trouvent des disques de stator ayant un diamètre intérieur correspondants Pans a partie supérieure de la tour, se trouvent des cloisons perforées à la place d'agitateurs, Dans ce dispositif, les courants sont de même sens. Pans un autre dispositif, on utilise une disposition en contre-courant, constituée par des étages séparés les uns des autres par des cloisons perforées. Le dispositif est pourvu d'un arbre central, qui n'est pas divisé entre les différenis étages : à chaque étage se trouve un agitateur à turbine. les parois ae séparation sont pourvues de tubes ascendants formant dns les différents étages du fermenteur un barrage de liquide, traversé par l'arbre de ltagi- tâteur.L'inconvénient de ce dispositif est qu'il ne permet pas de modifier à volonté le nombre d'étages ; en outre, la disposition en contre-courant limite l'utilisation de hautes concentrations dans la source de carbone et d'énergie pour l'alimentation du milieu nutritif, qui doit tenir conpte de la vitesse de transport de l'oxygè- re, qui, dans cette disposition, est limitée par la différence entre la concentration de saturation et la concentration caris l'air d'aé- ration et la concentration de la source de carbone et d'énergie 9 si l'on utilise un agitateur mécanique, il se produit un reflux important par la paroi de séparation. On connaît également un dispositif où l'on a apporté trois modifications. Ta première ne concerne que les cloisons perforées, la deuxième un tube de trop-plein disposé centralement et une cloison perforée, et enfin la troisième concernant une cloison perforée avec un arbre central portant dans chaque étage un disque avec des fentes radiales, qui assure la dispersion du gaz. L'avantage du disque à fentes radiales réside dans la diminution du reflux à trs- vers la paroi de séparation, par contre oe disque possède une très faible capacité de p0ompage, qui affecte défavorablement le mélange du liquide dans chaque étage et partant l'homogénéité des matières ainsi que l'uniformité du transport de la chaleur. A présent, on connaît différents types de cloisons perforées utilisées dans les tours de fermentation à plusieurs étages. On a proposé et utilisé des parois de séparation avec des trous ayant 2 ma de diamètre et une surface totale des trous de 15 ss et de 7 % par rapport au diamètre de la tour. te fermenteur n'était pas équi- pé d'un agitateur, et cependant la valeur du coefficient de reflux était dans le premier cas de 0,48 et dans le second cas de 0,15. Il en est résulté une sédimentation des cellules et, pour obtenir un transfert suffisant de l'oxygène de la phase gazeuse dans la phase liquide, il était né cessa ire de faire passer une grande quan- tité d'air qui a provoqué une importante teneur e gaz et une dimi- nution du volume utile de chaque étage ; ceci a également provoqué une résistance consid rable dans la paroi de séparation par suite de la grande vitesse de l'écoulement dans les ouvertures. Dans un autre cas, on a utilisé différents tes de cloi sons perforées, dans un feimenteur uui d'un agitateur mécanique et où l'écoulement de la phase liquide et de la phase gazeuse s'effectuaient en contre-courant. On a constaté que le coefficient de reflux tombait considérablement avec l'abaissement de la vitesse de l'agitateur. Kais en même temps s'abaisse également la vitesse de transfert de l'oxygène. Fjn général, les cloisons en tamis ou perforées sont destinées à des systèmes à contre-courant dépourvus d'agitateurs mécaniques. De ce fait, on ne tient pas compte dé l'influence de l'action dynamique des liquides agités s'écoulent de l'agitateur sur la grandeur ou reflux. le construction de ces parois de séparation est très compliquée et 'est pas appropriée à des processus biologiques en raison de l'espace inactif, de leur envahissement par les microorganismes et du nettoyage extrêmement difficile. Les inconvénients des procédés ci-dessus mentionnés sont éliminés par le procédé selon l'invention pour la préparation en continu d'une masse biologique microbienne à partir de substrats volatils, par exemple d'alcool distillé de levure sulfitique ou atmosphérique, éventuellement en mélange avec des déchets de matières contenant une source de carbone utilisable par les miorcorganismes, avec addition d'un bouillon de culture, dont on remplit une tour de fermentation à plusieurs étages, et ansemencenent avec une culture de microbes ou de levure, susivi d'une aération.Le principe de 1 t invention réside en ce que la masse biologique après développement est soumise à l'action des déchets de matières premières et du milieu nutritif, oui contiennent 3 à 15 ss en poids d'éthanol, et sont alimentés dans une tour de fermentation à plusieurs étages où règne un pH variant de 1 à 6,8 et des températures ailant de 25 à 45 C. Les substrats volatils, les déchets de matières premières, le @ilicu nutritif et l'air d'aération sont alimentés dans le premier étage du fermenteur. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, l'étbenol est introduit dans chaque étage réactionnel du fermenteur en quantité jusqu'à 5 %, ou bien dans chaque étage réactionnel du fermenteur on introduit une solution de milieu nutritif conterant jusqu'à 5 % d'éthanol. La quantité d'air introduite dans le premier étage du fermenteur s'élève jusqu'à 3,5 fois le volume de la phase liquide d'un étage réactionnel par minute. Dans une autre variante, l'air est introduit dans chaque étage réactionnel et dans l'étage de pest-fermentation du fermen teur er quantité s'élevant jusqu'à 2 fois le volume de la phase liquide dans chacun de ces étages du fermenteur par minute. Dans une variante, on utilise comme fluide d'aération de l'air enrichi en oxygène dans une proportion pouvant aller jusqu'à 50 % en volune. Dans une autre variante, on utilise comme fluide d'aération dans le deuxième étage, dans les suivants et dans l'étage de postfermentation du fermenteur, de l'oxygène en quantité pouvant; aller jusqu'à la moitié ou volume de la phase liquide de chacun de ces étages par minute. Dans ce procédé, pour la préparation de masse biologique, on ajoute au milieu nutritif des eaux de rinçage de distillerie ayant une teneur en substance sèche de 75 à 80 % cri poids, en quan- tité de 500 g par 100 g de substance cellulaire sèche formée ; ces eaux servant de sosurce partielle de carbone, d'azote ou de substances de croiasance, ce qui permet de diminuer la quantité de ces additifs fournis sous forme de matières premières de qualité. On tire parti de l'écoulement dans le même sens du milieu nutritif contenant le substrat volatil et du gaz d'aération est mieux utilisé en ce sens que la concentration du substrat volatil dans la phase gazeuse pendant son passage dans les différents étages s'abaisse continuellement ; grâce au long contact du substrat avec les T52 croorganismes en suspension r-ns la phase liquide, ainsi que grâce à l'action des cloisons perforées et des multiplen agitateurs, on obtient une augmentation du transfert à la masse, d'où une meilleure utiliswation de l'oxygène du gaz d'aération.Les cloisons perforées produisent un effet de séparation permettant d'obtenir un gradient de concentration entre les différents étages et part@@t la meilleure utilisation de substrats volatils par les substauces colluleires.Par contre, un petit reflux à travers les c'oison, porforées produit une réinoculation durable de l'étage précédent avec des cellules adaptées à une plus haute concentration en trat volatil, de plus, la répartition de l'éthanol dans différents étages abaisse dans une grande mesure, on comparaisen aves le p@@@- cessus à un étage, l'action d'inhibition provoquée par 1? haute concentration du substrat et autorise ainsi de plus grandes vitesses de dilution, sans avoir recours à une éventuelle extraction de cellules e Pendant le processus de formation de la masse biologique, il ee forme des produits ayant un caractère acide dont on ne peut tirer parti. Par contre, dans le procédé selon l'invention, on peut en tirer parti en rÉglant dans les différents étages les conditions optimales de pH, de température et d'alimentation en oxygène, de sorte que le rendement du processus est plus Élevé. Grâce à ces mesures, les mieroorganismes peuvent utiliser les produits acides comme source de carbone, utile à leur croissance. Par l'utilisation d'une concentration élevée d'un substrat dans l'alimentation ainsi que grâce au rendement élevé du processus, on obtient une concentration de la masse biologique formée plusieurs fois plus élevée, en comparaison avec les procédés classiques à ujn étage, ce qui permet d'obtenir une meilleure efficacité darus l'ayé- ration de séparation de la masse biologique subséquente. les désavantages du dispositif pour la réalisation du procédé mentionné au début sont éliminés par le dispositif pour la préparation en continu d'une masse biologique selon le procédé de l'invention, dns lequel on utilise des substrats volatils. Le dispositif est constitué par différents étages superposés, qui sont séparés par des cloisons perforées et pourvus d'agitateurs à tur- bines à disques. Le principe de l'invention réside en ce que le dispo sitif est composé d'au moins deux étages réactionnels dont le de- nier étage, le supérieur, est l'étage de fermentation secondaire et d'un étage de déversement, qui forme en mEme temps un espace pour la mousse. Dans les étages réactionnels, le rapport de la hauteur au diamètre intérieur de l'étage est de 1 à 3. La distance entre l'agitateur inférieur et la cloison perforée ou le fond du premier étage est de 0,4 à 1,5 fois le diamètre de l'agitateur, ltétage est pour@@ d'au moins un agilalesr et la distance @@@@ les agitateurs ant de 0,4 à 1,6 fois le diam@@@@ de l'agitateur.Lans l'étage de f@@@antation secondair@, le rapport de la basteur au diamètre intérieur de l'étage @at de 1 à 1, la distance entre l'agitateur inférieur et la cloison @@@forés est de 0,4 à 1,5 fois le diamètre de l'agitateur, l'étage ent porr@@ d'au moins un agitateur et la distance @@@ @@@ agitateurs est de 0,9 à 2,5 foin le diamètre de l'agitateur. @@@@ l'élage @@ déversement, le rapport de la hau- tour de l'étage du diamètre intérieur est de 1 à 1, et le rapport de la hauteur de la colonne de liquide au diamètre intérieur est de 0,1 à 2. @'alimaniation d'air ainsi que celle du milieu nutritif mont raliées à l'étage réactionnel inférieur (le premier).Le dispositif travaille aves des courunts de même sens. Des cloisons perforéen et des agitatcurs à Lurbinas sont montés dans dirfférents étagen pour redisperser la phase gazeuse dans la phase liquide. Les clolaonn perforéen sont fixéen dans les brides reliant les différent éiages. Le dispositif ent conatitué par différents étages disposés lon una au-dossun des autren et séparés les uns des autres par des clolsons porforées. Dans l'exe du disposilif est monté un artc portant des agilateurs à turbines à disques, qui assurent l'agitation de la charge et l'alimentation en substances nutritives des collules, le départ des métabolites et une transmission suffisante de chaleur, et qui empêchant. la sédimentation des cellules. Les cloinonn porforées alan@ que les agitatours suppriment la coalesconen des bullen de gaz. Les cloisons sont pourvues de trous ayant un diamètre de 0,6 à 2,6 mm qui nont diaponés en forme de surface annulaire. la aurface totale des trous dans la paroi de séparation est de 0,4 à 6,5 % calculé sur le diamètre intérieur de la colonne. Selon une autre caractéristique de la surface annulaire, son diamètre intérieur est de 0,7 à 0,2 du diamètreur de la coloune ; le diamètre extérieur de la surface annulaire est de 1,4 à 0,1 du diamètre de l'agitateur et le diamètre intérieur est de 1 à 0,1 du diamètre de l'agitateur. Par un cheix approprié du diamètre des trous, de leur surface totale et de leur disposition dans la paroi de séparation, on pent obtenir une notable diminution et une minimalisation du coefficient d'écoulement de la phase liquide entre les différents étages, éventuellement des particules solides en suspension dans la phase liquide. L'effet du dispositif selon l'invention réside en ce que la disposition de plusieurs étages seporposés, leur séparation mutuelle par des cloisons perforées et l'utilisation d'agitateurs à turbines à disques dans les différents étages permet une bonne utilisation de l'oxygène apperté par le gaz d'aération, ce qui permet d'économiser une grande quantité de gaz, qui doit être comprimé et filtré. En outre, le dispositif permet de travailler à la limite de vitesse maximum d'alimentation en oxygène du gaz d'aération en assurant en même temps l'atilisation miximum de l'oxygène à partir du gaz, c'est-à-dire, dans des conditions ou il ne se ait pas sentir une diminution de la vitesse d'alimentation en oxygène par l'action d'un abaissement significatif de la force de transmission.Cette action se fait également sentir lors de l'utilisation d'une source gazeuse de cerbone et d'énergie. Grâce à l'écoulement dans le même sens de la phase liquide et de la phase gazeuse, le gaz d'aération dans l'étage ayant la plus grande teneur en substrat volatil présente également la plus grande teneur en oxygène. Grâce à l'utilisation d'agitateurs de différents diamètres, on peut modifier, dans les étages, la vitesse de transmission des masses de la phase gazeuse à la phase liquide, pour une même vites- se de l'arbre de commande, et modifier en même temps l'importance des forces de cisaillement provoquées par l'agitateur.Dans le dispositif selon l'invention, on peut utiliser e hautes concentrations du substrat volatil dans l'alimentation du milieu nutritif, en même temps qu'une vitesse de dilution élevée ; par le choix d'un rapport approprié de la hauteur de l'étage au diamètre intérieur, du nombre d'étages et de l'alimentation en oxygène, il se forme dans les étages un gradient de concentration du substrat résiduel, ce sorte que, dans le dernier étage, la concentration a la valeur la plus basse souhaitée, et ainsi les pertes de substrat par échap- pement du fermenteur avec les gaz résiduaires sont évitées.On peut prolonger la durée moyenne de séjour des cellules microbiennes dans l'étage de fermentation secondaire et ainsi utiliser au mieux le substrat volatil et en prévenir les pertes dans le courant du milieu s'écoulant du fermenteur. En utilisant une concentration élevée en substrat dans l'alimentation en milieu nutritif, on peut ce même obtenir dans le dispositif selon l'invention une haute concentration do substance cellulaire sèche dans le courant s'écoulant du fermen- teur. Fn comparaison aveo le système à un étage et avec le même vo- lune d'écoulement du milieu nutritif, cela permet une Économie du nombre de contrifugations pour la séparation des cellules du milieu liquide.L'éloignement de l'agitateur inférieur de la paroi de séparation en même texps que la géométrie appropriée des cloisons perforées, c'est-à-dire, les diamètres des trous, la surface totale des trous et leur disposition sur les surfaces annulaires assurent un faible relfux qui assure à son tour une réinoculation permanente de l'étage précédent avec des cellules adaptées à une haute concen- tration en substrat volatil, ce qui abaisse l'action toxique et inhibitrice d'une haute concentration en substrat, empêche la sédimentation et permet l'utilisation de vitesses ce dilution élevées, qui augmentent la productivité de la fabrication. Le procédé selon l'invention sera mieux compris en regard des exemples qui suivent. Exemple 1. Dns le premier étage réactionnel d'une tour de fermentation à plusieurs étages, composés de cinq étages réactionnels et d'un étage de fermentation secondaire, on a introduit le milieu nutritif (sans rinçures de distillation), l'éthanol et l'air d'aération. L'écoulement volumique de la phase liquide par rapport à l'unité volumique ce cet te phase, c'est-à-dire, la vitesse de dilution a été réglée à 0,3 h-1, l'écoulement arair s'élevait à 1,5 fois le volume de l'étage réactionnel par minute et le pH était ajusté dans tous les étages à une valeur constante de 4,5. la concentration de l'éthanol à l'arrivée dans le premier étage du fermenteur s'élevait à 10 % en poids. Dans les conditions indiquées, on a obtenu les résultats suivants ; concentration en éthanol 0,9 g/1 concentration en substance mierobienne sèche 54,0 g/l rendement de la masse biologique par rapport à l'éthanol utilisé 54,5 ss productivité du système 2,7 g substance biolo gique sèche 1. h Exemple 2. Te nombre d'étages de la tour de fermentation à plusieurs étages, le pH, la vitesse de dilution du milieu nutritif, sa compc- sition ainsi que le volume d'air d'aération étaient les mêmes que dans l'exemple 1. Le rapport des écoulements dans les 1., 2., 3, et 4. étages étaIt de t 1,5 i. Dans ces conditions, on a obtenu, à l'état d'équilibre, les résultats suivants : concentration en éthanol à la sortie 0,5 g/1 concentration de la substance miorobien ne sèche 63,2 g/1 rendement de la rasse biologique par rapport à l'éthanol utilisé 63,5 % produetivité du syst8me 3,17 g substance bio logique sèche 1. h Exemple 3. Le nombre d'étages de la tour de fernentation à plusieurs étages, le pH, la vitesse de dilution du milieu nutritif et le volume d'air d'aération étient les mêmes que dans l'exemple 1. Au miLieu nutritif, on a ajouté des rinçures de distillation concentrée (75 ss de substance sèche) en quantité de 4 g/l. L'arrivée d'éthanol était réglée de la même manière que dans l'exemple 1. Le rapport de la somme d'éthanol alimenté dans les différents étages à l'écoulement de la phase liquide est resté le même que dans l'exemple 2. Les résultats obtenus à l'état d'équilibre étalent les suivants concentration en é éthanol à la sortie 0,.5 g/1 concentration de la substance sèche de levure à la sortie 68,1 g/1 rendoment de la masse biologique par 3,4 rapport à l'éthanol utilisé productivité du système 3, 4 g substance sèche l.h Exemple 4. te nombre d'étages de la tour de fermentation à plusieurs étages, la vitesse de dilution du milieu nourricier et le volume d'air d'aération étaient les mêmes que dans l'exemple 1. Le milieu nutritif contenait des rinçures de distillation concentrées à la même concentration et en même quantité que dans l'exemple 3. ttarrivée d'éthanol était réglée comme il est indiqué dans l'exemple 2. Le rapport de la somme de l'éthanol alimenté dans les différents étages à l'écoulement de la phase liquide est resté le même que dans l'exemple 2. Le pH était ajusté comme suit : 1. étage 4,5 2. étage 4,5 3. étage 5R 2 4. étage 6,0 5. étage 6,5 Les résultats obtenus à l'état d'équilibre de la fermentation étaient les suivants : concentration de l'éthanol à la sortie 0,3 g/l concentration de la substance sèche de lovure à la sortie 72,3 g/1 rendement de la masse biologique par rapprot à l'éthanol utilisé 72,5 % productivité du système 3,6 g masse biologique 1 . h Exemple 5. le nombre d'étages de la tour de fermentation à plusieurs étages et la vitesse de dilution étaient les mêmes que dans l'exem- ple 1. le milieu nutritif contenait des rinçures de distillation en même quantité que dans l'exemple 3. L'arrivée d'éthanol était réglée corme dans l'exemple 2, le pH dans les différents étages était ajusté suivant l'exemple 4. le rapport de la somme de l'étha- nol alimenté dans les différents étages à l'écoulement de la phase liquide était le même que dans l'exemple 2. L'air était alimenté dans le premier étage en quantité égale à 1,5 fois le volume de l'étage réactionnel par minute.L'oxygène était alimenté dans le deuxième étage en quantité égale au 1/10 du volume de cet étage réactionnel par minute. les résultats obtenus à lfétat d'équilibre de la fermenta- tion en continu étaient les suivants : concentration de l'éthanol à la sortie 0,1 g/1 concentration de al substance sèche de levure à la sortie 76 g/l rendement de la masse biologique par rapport à l'éthanol utilise 77 ss productivité du système 3,8 g masse biologique 1 . h Le dispositif selon l'invention sera mieux compris en regard des l'exemples et des dessins ci-joints. La figure 1 représente schématiquement l'étage réactionnel 1 avec les parois de séparation 3 ; au centre de cet étage, passe l'arbre 8 sur lequel sont montés les agitateurs 2. La figure 2 représente l'étage de femmentation secondaire 4 ; la figure 3 repré sente l'étage de déversement supérieur 5 dans lequel, sous le couver cle supérieure 11, est lagés l'extrémité de l'arbre 11 dans le palier 12. La suspension des mitr@org@@@@@ dans le milieu ratritif s'écoule par le trop-plein 6. Les gaz résiduaires de la fermenta tion sont éliminés par l'ouverture '7. (et étage sert à la sépara tion de la phase gazeuce de la phase liquide et, dans le cas d'ap parition brusque de mousse, comme r/servoir pour la mousse et pour la résorption de celle-ci.L'ouverture pour les gaz résiduaires se trouve dans la chemise de la tour afin que l'on puisse facilement démonter le couvercle supérieur pour procéder @@ nettoyage mécani que, qui dans cet étage doit être effestué plus souvent que dans les autres étages qui pendant le fonctionnement du dispositif sont compl8tement remplis avec la phase liquide et dans lesquels sont montés des agitateurs mécaniques. dans les cas habituels, les agita teurs suffisent pour rendre active la solution -de lavage et de rin çage. Su outre, il est utile de doter les étages réactionnels et de fermentation secondaire d'un trou d'homme pour procéder de temps en temps à un nettoyage mécanique. La figure 4 représente schématiquement la composition d'une installation à six étages. Les quatre étages inférieurs sont des étages réactionnels 1, le conquième étage est l'étage est l'étage de formenta tion secondaire 4 et l'étage supérieur est l'étage de déversement 5. Le milieu nutritif est alimenté dns l'étage inférieur du fermenteur par le tuyau 10 et l'air d'aération par le tuyau 9, situés dans le couvercle inférieur. Chaque étage est équipé d'un tube dns lequel se trouvent des électrodes servant à la mesure du pH et de la ten- sion de l'oxygène dissous et un sondeur pour mesurer la températur,e puis d'un tuyau d'alimentation en cide ou en lessive pour l'ajus tement du pH, d'un tuyau d'alimentation pour l'agent antimousse dans certaines conditions il se forme de la mousse ,d'un tuyan d'alimentation pour l'addition éventuelle de substrat ou de gaz d'aéra- tion et d'un dispositif pour le prélèvement d'échantillons et pour l'ensemencement. Dns les étages pourvus d'agitateurs se trouvent quatre chicanes 14, qui sont destinées à empêcher la formation d'une turbulence centr-ale ou d'une zone où les forces d'inertie prédomine- raient. La figure 3 représente la fixation de la cloison perforée 3 dans les brides de jonction de différents étages, La paroi de séparation 3 est rendue étanche à l'aide de joints plats 15. La température du dispositif peut étre mise en équilibre dans chaque étage isolément ou dans plusieurs ou tous les étages simultanément, soit à l'aide d'une chemise double ou à l'aide de serpentins soudés sur la chemise su par arrosage de la surface extéricure du dispositif.La stérilisation du éinpositif est effectués par introduction de vapeur par le trop-plein 6 et élimination du condensat par le tuyau d'alimentation 10 situé dans le couvercle inférieur. Le formenteur est rompli avec le milieu nutritif par le tuyau d'alimentation 10. Pour la mise en route des cultures, chaque étage est ensemenoé isolément du fait de la séparation par les cloisons porforées. Ta mise et; route de la culture en continu est donnée par la mise en marche de la pompe fournissant le milieu nutritif, dès que la culture cellulaire approche du point d'inflexion de la courbe de crois sance. L'invention est expliquée plus en détail en regard des figures 6 à 11, Ta figure 6 représente la disposition de la paroi de séparation selon l'invention. les trous dans la cloison forment une surface annulaire dont les dimensions sont fonction du diamètre et du type de l'gitateur utilisé suivant les conditions : D1 = (1,4 0,4) d -2 = (1 - 0,1) d D3 = (0,7 - 0,2) d D4 = (0,6 - 0,1) d où D1 désigne le diamètre extérieur de la surface annulaire, D2 le diamètre intérieur de la surface annulaire, d le diamètre de l'agi- tateur et D le diamètre intérieur de la tour. la figure 7 représente la variation au coefticient de reflux entre les étages (&alpha;) en fonction de la vitesse de l'agitateur (n).La figure 8 représente la dépendance du coefficient (&alpha;) de la grandeur de l'aération (Vg), la figure 9, la dépendance de la vitesse de transport de l'oxygène (KLaC) de la vitesse de l'agitateur (n), la figure 10 indique les pressions dans les différents étages de la tour de fer- mentation et la figure 11 représente la variation du volume de gaz par rapport au volume total de l'étage, en fonction de la vitesse de l'agitateur. hvec l'augmentation du volume d'aération, dont dépend la vitesse de transmission de l'oxygène, le coefficient de reflux, dans le cas d'utilisation de parois de séparation selon l'invention, s'abaisse rapidement, ne change pratiquement plus avec l'augmenta tion ultérieure de l'aération et garde une valeur minimale. Dans les conditions où l'on atteint la valeur minimale du coefficient de reflux, on obtient également la vitesse de transfert maximale de la masse biologique entro les phases KLaC = 300 mole/l.h (voir figure 7).Lorsque le volume d'aération, dont dépend la vitasse de transmission de l'oxygène augzente, les pertes de pression pendant l'écoulement à travers les cloisons perforées n'augmentent pas, comme les expériences l'on démontré. les pertes de pression au passage dans les différentes parois de séparation dans les senditions d'aération, qui correspondent aux conditions hbituelles de culture de mieroorganisme, diminuent dans les étages supérieurs (voir figure 9). Avec l'augmentation de la vitesse dus agitateurs et du volume d'aération, la teneur de gaz dans l'étage au entre légèrement, grâce à quoi le volume utile de l'étage ne diminue pas exa- gérément (voir figure 10). Bien entendu, 11 invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. R E V E T, D I C A T I O N S 10) Procédé de préparation en continu de masse biologique microbienne à partir de substrats volatils, par exemple, d'alcool distillé à partir de levures sulfitique ou aérobie, éventuellement en mélange avec des déchets de matières premières contenant une source de carbone utilisable par les mior@oorganismes, avec addition d'un bouillon de culture, avec lequel on remplit une tour de fermen- tation à plusieurs étages, et ensemencement subséquent avec une culture de mierobes ou de levure, suivi d'une sération, caractérisé en ce que la masse biologique après amorçage de son développement est soumise à l'action de déchets de matières premières et d'un bouillon de culture, qui contiennent 3 à 15 % en poids d'éthanol et sont introduits dans une tour de fermentation à plusieurs étages où règne un pH variant de 4 à 6,8 et des températures allant de 25 à 45 C. 20) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les substrats volatils, les déchets de mati ères premières, le bouillon de culture et l'air d'aération sont introduits dans le premier étage de la tour de fermentation. 30) Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caracté- risé en ce que dans chaque autre étage réactionnel de la tour, l'éthanol est fourni en quantité jusqu'à 5 en poids. 40) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le bouillon ae culture est fourni dans tous les autres étages réactionnels du fermenteur. 50) Procédé de préparation en continu d'une masse biologi- que microbienne selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la quantité d'air d'aération fournie dans le premier étage réactionnel de la tour s'élève par minute à 3,5 fois le volute de la phase liquide dans un étage réactionnel. 60) Procédé de préparation en continu de masse biologique microbienne selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la quantité d'air d'aération fournie dans chaque étage réactionnel et dans l'étage de fermentation secondaire de la tour s'élève jusqu'à deux fois le volume de la phase liquide de cha- cun de ces étages de la tour par minute. 70) Procédé de préparation en continu de masse biologique microbienne selon l'une quelconque des revendIcations 1 à 6, caractérisé en ce qu'on utilise comme fluide d'aération de l'air enrichi en oxygène jusqu'à 50 % en volume. 8 ) Procédé de préparation en continu de masse biologique nicrobienne selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que, dans le deuxième étage et dans les autres étages réactionnels et ainsi que dans l'étage de fermentation secondaire, on utilise comme fluide d'aération, l'oxygène en quantité pouvant aller jusqu'à 0,5 fois le volume de la phase liquide se trouvant dans chaque étage de la tour par mivute. 9 ) Procédé de préparation en continu de masse biologique mierobicnne selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'on ajoute au milieu nutritif, des rinçures de distillation ayant une teneur en substance sèche de 75 à 80 % en poids, dans la proportion de 500 g par 100 g de substance collulaire sèche formée. 10 ) Procédé de préparation en continu de masse biologique microbienne selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'on complète les rinqures de distillation non concentrées, ayant une teneur en gubstance cèche de 5 à 12 % on poids, avec des sels nutritifs. 11 ) Procédé de préparation en continu de masse biologique microbienne selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que la vitesse de dilution des substances passant dans le réacteur s'élève à 0,05 à 0,4 h-1. 12 ) Dispositif pour la préparation en continu d'une masse biologique xiorobienne selon un procédé utilisant des substrats volatils, constitué par différents étages superposés, qui sont séparés par des cloisons perforées et sont munis l'agitateurs à turbines à disques, caractérisé en ce qu'il est constitué par au moins deux étages réactionnels (1), dont le dernier (le supérieur) est un éta- ge de fermentation sacondaire (4), puis par un étage de déversement (5), qui forme en même temps un espace pour la mousse. 13 ) Dispositif pour la préparation en continu de masse biclogique microbionne selon la revendication 12, caractérisé en ce que, dans les étages réactionnels, le rapport entre la hauteur et le diamètre intérieur R/D est de 1 à 3, et que la distance de l'agi- tateur inférieur (2) à la paroi perforée (3) ou au fond du premier étage, inférieur, est égale à 0,4 à 1,5 fois le diamètre de ltagita- leur, chaque étage étant équipé d'au moins un agitateur et la dis- tance entre les agitateurs étant de 0,8 à 1,5 fois le diamètre de l'agitateur. 14 ) Dispositif pour la préparation en continu de masse bic logique microbienne selon la revendication 12, caractérisé cil ce que le rapport entre la hauteur et le diamètre de l'étage de fermentation secondaire (4) H/D est de 1 à 4, et que la distance de l'agitateur inférieur (2) à la paroi peflorée (3) est égale de 0,4 à 1,5 fois le diamètre de l'agitateur, cet étage étant équipé d'au moins un agitateur et la distance entre les agitateurs étant de 0,9 à 2,5 fois le diamètre de l'agitateur. 15 ) Lispositif pour la préparation en continu de masse biologique mierobienne selon la revendication 12, caractérisé en ce que, dans l'étage de déversement (5), le rapport de la hauteur au diamètre intérieur H/D est égal 1 à 4, et 10 rapport de la hauteur du volume de liquide remplissant cet étage au diamètre intérieur le ce dernier FD = 0,1 à 2. 16 ) Dispositif pour la préparation en continu de masse biologique microbienne selon la revendication 12, caractérisé en ce que l'alimentation en air d'aération (9), et en bouillon de culture (10) s'effectue dans le premier étage réactionnel (inférieur). 17 ) Dispositif pour la préparation en continu de masse biologique miorobienne sclon la rovendication 12, caractérisé en ce que dans les dirfférents étages de la tour, on dispose des cloisons perforées (3) et des agitateurs à turbines (2) pour redisperser la. phase gazeuse dans la phase liquide. 18 ) Dispositif pour la préparation en continu de masse biologique mierobienne solon la revendication 12, caractérisé en ce cue les cloisons perforées (3) sont fixées à l'aide des brides reliant les différents étages. 19 ) Dispositif pour la préparation en continu de masse biologique selon la revendication 12, caractérisé en ce que le dia- mètre des agitateurs à turbines à disques est le même dans tous les étages. 20 ) DIspositif pour la préparation en continu de masse biologie microbienne selon la revendication 12, caractérisé en ce que le diamètre des agitateurs à disques entre certains étages est différent. 21 0 dispositif pour la préparation en continu de masse biologiqv.e microbienne selon l'une quelconque des revendications 12 à 20, dont chaque étage est équipé éventuellement d'un agitateur, caractérisé en ce que la cloison de séparation possède des trous ayant un diamètre de 0,6 à 2,6 mm, qui sont disposés en forme de surface annulaire, la surface totale des trous dans cette cloison étant de 0,4 à 6,6 %, calculée sur le diamètre intérieur de la colenne. 220) Dispositif pour la préparation en continu de masse biologique selon l'une quelconque des revendications 12 à 21, caractérisé en ce que le diamètre intérieur de la surface annulaire est de 0,1 à 0,6 fois le diamètre intérieur de la colonne et le diamètre extérieur- de la surface annulaire est de 0,7 à 0,2 fois le diamètre intérieur de la colonne. 23 ) Dispositif pour la préparation en continu de masse biologique microbienne selon l'une quel conque des revendications 12 à 22 pour tours de fermentation et échangeurs ce masses, dont chaque étage est équipé d'un agitateur, caractérisé en ce que le diamètre intérieur de la surface annulaire est de 1 à 0,1 fois le diamètre de l'agitateur et le diamètre extérieur est de 1,4 à 0,4 fois le diamètre de l'agitateur.