Brevet FR2446605A1 — publié le 19800814

La présente invention est relative à un procédé industriel d'enrichissement de résidus en protéines. Elle vise l'enrichissement des residus en géneral, et notamment l'enrichissement des résidus organiques, en vue d'en faire des aliments pour le bétail. Une telle utilisation des résidus notamment organiques, produits en grande quantité par les industries de la sucrerie, de la brasserie, de la conserverie, par l'industrie vinicole, etc...., est largement répandue mais il apparaît que, tels qu'ils sont actuellement utilisés, ces résidus ne présentent pas les caractéristiques propres à assurer un développement optimal de l'animal. Ces qualites sont liées d'une part à la teneur de l'aliment en protelnes structurées et au degré d'assimilation de ces protéines structurees et d'autre part à la valeur énergétique de l'aliment, évaluée de façon conventionnelleen "unité fouragère" par comparaison avec la valeur énergétique de l'orge. Par exemple, la pulpe de betterave produite par l'industrie sucriers presente une valeur énergétique de 0,85 UF, ce qui est bon, mais elle est pauvre en protéines, comme la plupart des résidus organiques d'origine végétale. Les résidus d'origine animale sont plus riches en protéines, mais peuvent présenter une valeur énergétique insuffisante. Dans le premier cas, le but de l'invention est de développer la teneur du produit en protéines; dans le deuxieme cas, il s'agit d'établir un meilleur équilibre entre les qualites du produit liées à la présence des protéines struc turées d'une part, et sa valeur énergétique d'autre part. A cet effet, l'invention propose un procédé d'enrichissement en protéi- nes par fermentation, et ceci à l'échelon industriel, c'est-à-dire un procédé permettant de traiter de façon économique et commode de grandes quantites de résidus. A cet effet, l'invention propose un procédé faisant appel à une fermentation en deux temps ; dans un premier temps, on amorce la fermentation sur une quantité reduite de produit à traiter, qui constitue pour le ferment un support sur lequel il se développe et devient plus actif ; l'amorce de fermentation ainsi créée est ensuite intégrée à la masse deproduit à traiter, en vue de la fermentation de l'ensemble de cette masse ; naturellement, la nature du ferment et les conditions opératoires de la pré-fermentation, puis de la fermentation proprement dite, sont choisies avec soin pour obtenir un résultat optimal; de façon générae, ce procédé peut ê-tne mis en oeuvre au moyen de tous les ferments actuellement disponibles pour accroitre la teneur en protéines. Le procédé selon l'invention, pour l'enrichissement en protéines de résidus notamment organiques, est caractérisé en ce que l'on introduit un ferment dans une partie des residus à traiter, on provoque une fermentation de la dite partie, on mélange l'ensemble des résidus à traiter avec la dite partie fermentée, on provoque une fermentation de l'ensemble et l'on interrompt la dite fermentation lorsque l'enrichissement est maximal. L'invention sera mieux comprise si l'on se réfère à la description ci-dessous, relative à un mode de mise en oeuvre non limitatif, ainsi qu'au dessin annexé qui fait partie intégrante de cette description. La figure unique montre une vue schématique d'une installation de mise en oeuvre de l'invention en vue de l'enrichissement et de l'équilibrage en proternes structurées de résidus de l'industrie sucrière, et plus précisément de l'industrie sucriere utilisant la betterave comme matière première. Cette industrie produit en abondance des résidus dont les trois principaux sont la vinasse, de consistance liquide, la mélasse, de consistance pâteuse, et la pulpe de consistance solide, dans des proportions, variables selon les récoltes,voisines respectivement de 10 %, 30 % et 60 % en poids par rapport au poids total de résidus produits. Ces trois résidus, résultant de trois stades différents de la fabrication du sucre et qui constituent la matière première sur laquelle est mise en oeuvre le procédé selon l'invention dans le cas de cet exemple, sont stockés provisoirement dans des enceintes appropriées, respectivement désignées par 1, 2, 3 à la figure. On a par ailleurs désigné par 4 une aire de stockage du ferment, à base de ferment provenant d'une symbiose microbienne,utilisé pour la mise en oeuvre du procédé dans ce cas, et par 5 une enceinte de stockage pour des auxiliaires destinés à assurer un apport d'azote complémentaire, par exemple sous la forme de solution ammoniacale NH4OH ou d'ammonitrates. Selon l'invention, on réalise une amorce de fermentation, au moyen du ferment 4, sur une partie des résidus à enrichir ; dans l'exemple illustre, on réalise cette amorce sur la vinasse, que sa consistance proche de celle de l'eau rend facile à manipuler. Une première étape de la mise en oeuvre du procédé consiste donc à introduire la vinasse de l'enceinte 1 et le ferment stocké en 4 dans un fermen tateur-melangeur 6 où on les mélange et ou on les place dans des conditions favorables à la fermentation, c'est-à-dire dans l'exemple illustré à une temperature contrôlée constante de l'ordre de 35 à 55 "C,et par exemple de 40 C + 2", pendant un minimum de trois à six heures, ces chiffres étant naturellement donnés à titre d'exemple non limitatif mais ayant permis aux essais d'activer suffisamment le ferment pour entreprendre ensuite dans de bonnes conditions la fermentation de l'ensemble des résidus à traiter ; la quantité de fermEnt utilisée pour cette pré-fermentation etait aux essais de 2 % à 3 % en poids du poids total des extraits secs du produit à la fin de la déshydratation qui sera decrite plus loin, ce chiffre étant naturellement également donné à titre d'exemple non limitatif. A sa sortie du fermentateur-mélangeur 6, la vinasse pré-fermentée est stockée dans une cuve tampon 7 puis introduite, avec la melasse et la pulpe issues respectivement des enceintes 2 et 3, et avec un apport azoté en provenance de l'enceinte 5, dans un mélangeur 8 à l'intérieur duquel on pratique un mélange par exemple lent pendant un temps juste suffisant pour obtenir une masse homogène, avec une répartition homogène de la vinasse pré-fermentée. La masse ainsi mélangée est ensuite stockée, suivant sa consistance dans des cuves ou sur des emplacements au sol, dans des conditions favorables à sa fermentation ; les moyens de stockage où s'effectue la fermentation ont été désignés par la référence 9 à la figure. La température au niveau des moyens 9,régulée ou non, s'établit dans la masse du produit pour une fermentation optimale permettant la protéo-synthèse ; cette temperature, de l'ordre de 35 "C à 55"C par exemple, est normalement atteinte après 48 heures, mais on peut accélérer son obtention par un pré-chauffage de la masse de produit en surface ; on laisse ensuite la fermentation se poursuivre en contrôlant le pH du produit pour interrompre cette fermentation dès que le pH tend à s'acidifier, ce qui signifie que l'optimum de fermentation est atteint et que poursuivre la fermentation amènerait une détérioration du produit ; dans l'exemple de mise en oeuvre choisi, cette fermentation dure de 4 à 5 jours après mise en température du milieu, ce qui permet un accroissement du taux de protéi- nes structurees dans le produit de l'ordre de 30 %. Pour interrompre la fermentation lorsque l'optimum est atteint, on soumet la masse du produit à sa sortie des moyens 9 à une déshydratation ramenant son taux d'humidité à une valeur de 10 à 13 % en poids ; cette déshydratation est pratiquée dans un déshydrateur 10 à haute temperature, par exemple de l'ordre de 400 C, choisi d'un type tel qu'il n'y ait pas contact direct entre le produit et la source de température ; si le produit issu des moyens 9 est solide ou pâteux , on choisira par exemple un four tournant à sole ou lit fluidisé ; si le produit est liquide, on choisira par exemple une tour à atomisation, d'autres moyens pouvant naturellement être utilisés dans l'un et l'autre cas. A sa sortie du déshydrateur, le produit est admis dans une trémie de mesure 11 où il subit des prélèvements pérmettant d'évaluer sa teneur en protel- nes avanç êtaechemine , en fonction de celle-ci, soit vers une trémie 12 si cette teneur est faible, soit vers une trémie 13 si cette teneur est forte ; les trémies 12 et 13 peuvent alimenter à volonté un mélangeur 14 où, en dosant convenablement les produits issus respectivement de ces deux trémies, on peut realiser une compensation de leur teneur en protéines pour produire dans le temps un produit de teneur en protéines sensiblement constante et bien déterminée. Au niveau du mélangeur 14 est egalement ajoute au produit sec issu REVENDICATIONS 1) Procédé industriel d'enrichissement en protéines de résidus notamment organiques, caractérisé en ce que l'on introduit un ferment dans une partie des résidus à traiter, on provoque une fermentation de la dite partie, on mélange l'ensemble des résidus a traiter avec la dite partie fermentée, on provoque la fermentation de l'ensemble et l'on interrompt la fermentation quand l'enrichisse ment est maximal. 2) Procédé selon la revendication 1, caracterise en ce que l'on utili se un ferment à raison de 2 % a 3 % en poids du poids total des extraits secs du produit fini. 3) Procedé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caracterise en ce que l'on introduit le ferment dans environ 10 % en poids de l'ensemble des résidus à traiter. 4) Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caracterize en ce que l'on pratique la première fermentation à une température de l'ordre de 35 à 55 C pendant une durée de l'ordre de 3 à 6 heures au minimum. 5) Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, pour le traitement d'un ensemble de résidus présentant des consistances différentes, caractérisé en ce que l'on introduit le ferment dans la partie des résidus présentant la consistance la plus liquide. 6) Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'on provoque la fermentation de l'ensemble des résidus en y maintenant une température de l'ordre de 35 à 55 C dans la masse. 7) Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'on interrompt la fermentation lorsque le pH des residus traités diminue vers les pH acides. 8) Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'on interrompt la fermentation par deshydratation des résidus fermentés. 9) -Procêdé selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'on pratique la dite déshydratation pour ramener le taux d'humidité des résidus fermentés à une valeur de l'ordre de 10 à 13 % en poids. 10) Procédé selon l'une quelconque des revendications 8 et 9, carac térisé en ce que l'on ajoute un liant au produit sec issu de la déshydratation. du déshydrateur 10 via les trémies 11, 12, 13 un liant en pratique constitue par de la mélasse issue de la sucrerie via une enceinte de stockage intermédiaire 151 pour une éventuelle pelétisation. A sa sortie du mélangeur 14, le produit fini peut subir divers traitements de conditionnement, comme par exemple un ensachage en 16 avant stockage en 17, ou un stockage en vrac dans une trémie 18 avant le chargement en vrac dans des citernes 19, ou des conteneurs, etc..... Naturellement, outre les contrôles de Smperature déjà mentionnés, le produit subit en cours de fabrication des contrôles d'humidité, au niveau du mélangeur 8, des moyens 9 et de la trémie de mesure 11, de pH (au niveau du me Mangeur 8 et au niveau des moyens 9), de teneur en azote et en oxygène (au niveau des moyens 9 et de la trémie 11), ces differents facteurs influant surla fer mentaffon ou témoignant de son évolution. Natúrellement, la mise en oeuvre du procedé selon l'invention pour le traitement des résidus de sucrerie ne constitue qutun exemple non limitatif, et l'on pourrait traiter selon l'invention des résidus d'autre provenance ; l'Homme de l'Art déterminera dans chaque cas quelles sont les conditions opératoires optimales, et que ferment est le plus apte à se développer de façon satisfaiante.