Brevet FR2442887A1 — publié le 19800627

Procédé de fabrication d'alcool. La présente invention a pour objet un procédé de fabrication d'alcool taì partir de céréales, a-.ec récupération de sous-produits de valeur destinés à l'alimentation du bétail. Pour fabriquer l'alcool à partir du grain de céréales. on part habituellement d'une espèce de moût que l'on traite par un procédé de trempe ; à cet effet, on malaxe du malt, du grain de céréales, et des germes avec de l'eau acidulée à une température comprise entre 70 et 600, après quoi, on procède à la dégradation de la protéine brute par peptonisation de manière à obtenir des combinaisons azotées facilement assimilables, et enfin, on forme des sucres, en ajoutant de l'acide et on pasteurise pendant plusieurs heures. Pour obtenir un moût pret , être utilisé, on sépare l'une de l'autre par épuration, c'est-à-dire par décantation le constituants solides des constituants liquides. Les drèches décantée servant à l'alimentation du bétail. On sait d'aillcun aussi séparer le moût des particules de drèche par filtration avec entrainement sur du Kieselg'Jir. Le tourteau d filtration est dans ce cas rejeté. Le moût ainsi purifié considéré comme moût originel est envoyé dans des cuves de fermentation. Le processus de décantation présente les inconvénients de la longue durée, du volume important des euves d'épuration, de la multiciplicité des réservoirs intermédiaires recevant le moût partiellement décanté, et la surveillance à exercer. La filtration sur Kieselguhr ou terre d'infusoires présente l'inconvénient d'une impossibilité d'utilisation du tourteau de filtration contenant des protéines de grande valeur. Tous les procédés connus ont un commun, le défaut de ne pouvoir obtenir un moût débarrassé de tous matériaux solides qu'immédiatement avant la fermentation. La présente invention a pour objet un procédé de fabrication d'alcool tel que l'on obtienne à partir de céréales, en plu d'un moût original pur pour cette fabrication, un sous-produit protéinique d'une valeur aussi grande que possible. Le problème ainsi posé est résolu, conformément a' l'invention, en effectuant, après une dégradation acide ou enzymatique ou à la fois acide et enzymatique, aboutissant la formation de sucres fermentescibles, une filtration clarificatrice assurant la séparation des fibres et des protéines. Un premier stade qui est enzymatique peut être effectué en même temps qu'un broyage humide. Ce travail peut être fait - la maniere habituelle au moyen d'un malt contenant une diastase ou bien par addition de diastase ou d'alphaamylase. La production de sucres en deux stades a pour avantage que l'on peut mieux surveiller la réaction et que l'on empêche ainsi toute détérioration des protéines de grande valeur, qui pourrait se produire si on laissait les réactions se développer trop longtemps à la suite d'un séjour prolonge dans le moût.Grâce a" cela, on peut travailler moins longtemps et 2 une température plus élevée au cours du premier stade, ce qui est plus avantageux que de procéder à la production de sucres pendant plusieurs heures å une température moins élevée. La séparation des matières solides constituées principalement par de l'albumine et des fibres est effectuée avantageusement dans un filtre à tambour sous vide. Le tourteau de filtration peut être utilisé comme fourrage soit tel quel, soit après séchage préliminaire. On peut aussi extraire une huile de céréales à partir du tourteau de filtration. La production finale de sucres dans le filtrat clarifié peut être effectuée en la seule présence d'acide une température élevée ou bien après addition d'amylaglucosidase dans la solution acide. Contrairement aux moûts utilisés habituellement, il suffit d'un minimum d'enzymes pour obtenir une solution pure, ce qui présente une grosse signification pour l'économie de l'ensemble du processus. Etant donné qu'il faut procéder à un refroidissement du môat dans des échangeurs de chaleur contenant des sucres, que l'on considérera maintenant comme le moût originel, on supprime dans une grande mesure toute salissure par des impuretés du fait de l'absence de particules solides perturbatrices. Il sera donc moins souvent nécessaire de nettoyer les échangeurs de chaleur. L'utilisation d'échangeurs de chaleur est également prévue pour le recyclage de la chaleur. La chaleur ainsi remise en circuit est destinée au chauffage de l'eau nécessaire au processus. On va maintenant décrire avec plus de détail le procédé conforme à l'invention en se fédérant aux schémas des figs. 1 et 2 des dessins cijoints. La fig. 1 représente une trémie à céréales 1 reliée a un broyeur 2 travaillant au mouillé, par l'intermédiaire d'un conduit 3 faisant passer les grains de céréales tandis qu'un conduit amenant l'eau et comportant deux éléments successifs 4 et 5 aboutit 2 ce broyeur. Entre ces deux éldments de conduit 4, 5 est intercalé un échangeur de chaleur 6 raccordé par la tubulure 7, sevrant à l'évacuation du fluide caloporteur, et par la tubulure 8 au conduit 9 amenant ce fluide. Le réservoir 10 associé à l'agitateur il est prévu pour le premier stade du traitement enzymatique. Un conduit 12 relie ce réservoir 10 au filtre à tambour 13.Une bande transporteuse 14 partant de ce dernier aboutit au dispositif de séchage 15. Le filtrat passe parle conduit 16 reliant ce filtre 13 au rJseff-oir 17 qui comporte un raccord relié au conduit de vapeur 18, ainsi qu'une entrée reliée par le conduit 19 au réservoir 20 contenant l'acide. Ce resenoic t7 est relié de plus par le conduit 21 au réservoir tampon fl dsoù le conduit 23 mène à l'échangeur de chaleur 24. Cet échangeur 24 comporte une tubulure 25 raccordée à une amenée de fluide de refroidissement. Au lieu d'utiliser un seul échangeur de chaleur, on pourrait monter en série plusieurs unités échangeuses. Un conduit 26 relie l'échangeur 24 à la cuve de fermentation 27 dans laquelle se produit la fermentation alcoolique.Cette cuve de fermentation 27 comporte deux tubulures 28 et 29 pour la circulation du fluide de refroiiis- sement. Un conduit 30 sortant de la cuve 27 aboutit au dispositif centrifuge 31 d'où un conduit 32 amène le moût séparé par centrifigation à la distillation sous thermocompression dans l'évaporateur, et de là dans le dispositif de rectification de l'alcool, qui n'est pas représenté. Un conduit 34 assure le retour de la levure provenant du dispositif centrifuge 31 à la cuve de fermentation 27. Au cours du fonctionnement, les grains de céréales sortant de la trémie 1 passent par le conduit 3 dans le broyeur au mouillé 2 où ils sont moulus en même temps qu'ils sont soumis à un afflux d'eau chaude provenant du conduit 4. Cette eau chaude transmet la chaleur perdue du moût antérieurement chauffé, chaleur qui parvint de l'échangeur 24 par le conduit 9 à 1' échangeur de chaleur 6. De ce dernier, les eaux rgsiduaires sont transmises par le conduit à un réseau de conduits non représenté. La suspension, provenant du broyeur au mouillé 2 qui peut recevoir,en même temps que l'eau et les céréales, une enzyme décomposant l'amidon telle que l'alpha-amylase, passe dans le récipient 10 où son traitement continue sous agitation pendant environ t heures à une tempéra- ture d'environ 800. Pendant ce traitement l'amidon est transformé dans une grande mesure en dextrine sans dégradation sensible des protéines. Pour séparer les matières solides, on utilise d'une manière particulièrement avantageuse le filtre à tambour tournant 13 qui travaille sous vide. Il n'est pas nécessaire de recourir aux adjuvants de filtration en raison de la grande quantité de fibres présente. La bande transporteuse 14 amène le tourteau de filtration au dispositif de séchage 15. Les résidus de filtration secs peuvent, avant d'être utilisés coeu-le fourrage, être soumis à une extraction visant å la récupération de lthui- le de céréales. Le conduit 16 fait passer le filtrat sortant du filtre 13 dans le réservoir 17 qui est mis sous pression et qui reçoit une quantité dosée d'un acide tel que de l'acide chlorhydrique è 0,05 ", provenant du réservoir 20 par l'intermédiaire du conduit 19. La solution constituée par le filtrat est maintenue pendant une demi-heure environ à 1200 par application directe de vapeur à environ 1300 de manière à ce que ses constituants soient partiellement tv,"it- formés en sucres. La transformation complète en sucres est effectuée dans le réservoir tampon 22 qui reçoit de plus une anzyme, par exemple une diastase. Le moût originel pur est ensuite envoyé, en vue de la fermentation alcoolique et sans autre filtration, dans la cuve de fermentation 27 en passant par le conduit 26 après refroidissement à environ 300 dans l'échangeur de chaleur 24. La femmentation se poursuit à la manière habituelle ainsi que la séparation de la levure présente dans la cuve de fermentation. "e moût est envoyé B cet effet par le conduit 30 au séparateur 31 où la levure est séparée du moût par centrifugation, pour être ramenée partiellement par le conduit 34 dans la cuve 27 pour y maintenir la concentration en levure nécessaire. Le moût alcoolisé débarras de la levure est séparé de l'alcool par distillation dans l'évaporateur 33, l'alcool étant finalement roumis 8 rectification. Les drèches sortant de l'éva- porateur sont transférées à une installation assurant le traitement des eaux résiduaires, avec récupération de méthane. La fig. 2 correspond à une variante du procédé qui se distingue essentiellement du procédé correspondant H la fig. 1 par le fait qu'on obtient des coneentration plus élevées en produits hydrolysés grfice à ce que l'hydrolysat sortant du filtre 13, qui peut d'ailleurs être remplacé par un autre dispositif de séparation tel qu'un appareil centrifuge, est amené avant de subir la deuxième hydrolyse à un deuxième broyeur au mouillé 2' par l'intermédiaire du conduit 12'. Ce deuxième broyeur au mouillé 2' reçoit en même temps des céréales supplémentaires provenant de la trémie ou silo 1 avec addition d'une petite quantité d'enzyme pour compenser les pertes d'activité de cet agent. La suspension passe ensuite dans le récipient 10' pour y être traite par les enzymes comme décrit pour le récipient 10 de la Fig. 1. La séparation ultérieure par le filtre 13' ou par centEiPugation est également effectuée comme déja décrit à propos de la fig. 1. Le processus ainsi décrit a pour avantage le fait qu'il est possible en introduisant une masse donnée de céréales et d'enzymes, de doublet approximativement la concentration de l'hydrolysat d'où il résulte une economie notable en émergie thermique pour l'hydrolyse ultérieure produisant des sucre fermentescibles. On économise en même temps l'eau nécessaire au processus et des enzymes coûteuses. REVENDICATIONS 1 - Procédé de fabrication d'alcool à partir de céréales avec récu pération de sous-produits de grande valeur pouvant servir à l'alimentation du bétail, procédé caractérisé par le fait que l'on procède, après une dégradation, en présence d'un acide ou d'uns enzyme associée éventuellement à un acide, assurant la production de sucres fermentescibles, à une filtration de cla rification destinée à séparer les protéines et les fibres. 2 - Procédé suivant la revendication 1 caractérisé par le fait qu'entre une première dégradation enzymatique de l'amidon et une deuxième dégradation, en présence d'un acide ou d'une enzyme associée éventuellement à. un acide, assurant la produc tion de sucres fermentescibles, on procède à une filtration de clarification destinée à séparer les protéines et les fibres. 3 - Procédé suivant les revendications 1 et 2 caractérisé par le fait que l'on soumet les céréales, avant tout traitement par une enzyme, à un broyage humide. 4 - Procédé suivant les revendications 1, 2 et 3 caractérisé par le fait que l'on introduit une première enzyme au cours du broyage humide. 5 - Procédé suivant les revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que les protéines et les fibres, séparées après la fil tration, sont soumises au séchage. 6 - Procédé suivant les revendications 1, 2 et 5 caractérisé par le fait que les protéines et les fibres séchées sont soumises à un traitement d'extractinn d'huile. 7 - Procédé suivant les revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que les chaleurs perdues provenant du traitement enzymatique sont utilisées au chauffage de l'eau servant à l'exécution du procédé. 8 - Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé par le fait que l'hydrolysat est soumis en tout ou partie, après élimination des protéines et des fibres et avant le traitement final tendant à la production de sucres, à un second broyage humide en présence d'un nouvel apport de céréales fraiches et d'enzymes afin d'accroitre la concentration des produits hydrolysés. 9 - Procédé suivant les revendications 1 et 2 caractérisé par le fait que l'on ajoute des enzymes amylolitiques à l'au de lavage des protéines et des fibres après la filtration de cla rification. 10 - Procédé suivant la revendication 9, caractérisé par le fait que l'eau de lavage additionnée d'enzymes est ramenée dans le circuit de traitement, après qu'elle a traversé le tourteau de filtrage, pour servir d'eau de dilution contenant des enzymes.