Brevet FR2512057A2 — publié le 19830304

FR 2512057 A2 19830304 FR 8116626 A 19810901 L'invention, objet de la présente 1ère Addition, se rapporte à un nouveau type de microemulsion, dont la phase dispersée est constituée par une solution aqueuse de matières azotées, tandis que la phase externe est un liquide hydrophobe. Dans le brevet principal on a décrit ce genre de microémulsions, leur préparation et applications. On y a montré, en particulier, L'utilité de telles microdmul sions à la culture de micro-organismes dans des hydrocarbures, en vue de la dégradation de ces derniers par les bactéries. Bien que 11 invention soit susceptible de diver- ses applications, celle qui consiste a dégrader les hydrocarbures répandus accidentellement sur des surfaces aqueuse ses, terrestres ou autres, présente un intérêt considdra- ble à l'heure actuelle, puisqu'elle permet de lutter efficacement contre ce que l'on appelle la "marée noire. La présente invention apporte un perfedtionne- ment à celle du brevet principal, en ce qu'elle permet d'ob tenir une action plus rapide des micro-organismes ; elle rend possible la dégradation des hydrocarbures en un temps plus court, en attelant à ce travail un nombre plus grand de microbes. On a constaté, en effet, que - mme avec la meilleure substance nutritive qu'est l'urne - une partie des micro-organismes, présents normalement dans lteau de mer, et capables de dégrader les hydrocarbures, ne se développent pas et, par conséquent, ne participent pas à la dégradation voulue. Le mérite inattendu de la présente invention rd side en ce que cette fraction de micro-organismes, restés inactifs, peut être amende à se développer et d participer à la dégradation des hydrocarbures, si la matière nutritive, azotée, est accompagnée d'une ou de plusieurs matières azotées de composition chimique nettement diffdrenw te de la première. Des résultats particulièrement favora bles sont obtenus, lorsque la première matière nutritive étant l'urée, la seconde est constituée par un ou plusieurs acides aminés, Le procédé suivant l'invention est donc carac térisé en ce que l'on utilise, pour faire îa phase dispersée de la microémulsion, au moins deux sortes, chimiquement différentes, de matières nutritives azotées. Il s'en suit qu'une microémulsion suivant l'invention, destinée au traitement microbiologique d'une matière hydrocarbonée, renferme une solution aqueuse d'au moins deux composés azotés nettement différents au point de vue chimique. Ainsi, par exemple, si la première substance nutritive est un sel tel que sulfate, phosphate ou nitrate d'ammonium, la seconde est constituée par une amine, un amide, une protéine, un amino-acide, ou autre composé non ammonique. Dans la forme d'exécution préférée de l'invention, où la solution nutritive comprend l'urée, le second composé azoté est par exemple du sulfate, phosphate ou nitrate d'ammonium ou un amino-lipide, et tout particulièrement un amino-acide. Les proportions relatives des deux sortes de matières azotées peuvent varier largement, selon la nature de la flore microbienne du milieu où le procédé de 1 'in- vention est appliqué. Le plus souvent la proportionfica- ce de l'urée, exprimée en azote, est-d'environ 50 à 98% de l'azote total, ctest-à-dire que celle de l'azote d'aminés acide répréente 50 à 2%.Dans certains milieux aqueux il peut suffire d'environ 2 à 10% d'azote sous cette seconde forme, pour 11 obtention d'excellents résultats. Les amino-acides, avantageusement utilisables suivant la présente invention, peuvent être choisis parmi tous ceux que l'on trouve dans la nature, et parmi des acides aminés synthétiques. A titre d'exemples non limitatifs, on peut employer les glycine, alanine, sérine, cystrine, valine, glutamine, leucine, lysine, arginine, pro line, tyrosine, acides aspartique et glutamique, etc, Pour des raisons économiques, il y a intérdt b utiliser des matières issues de produits naturels, qui contiennent gdné- ralement des séries de plusieurs amino-acides ;; c'est le cas, par exemple, des vinasses de betteraves, des extraits provenant de la macération de diverses plantes, notamment de la rafle du mars, de l'extrait de levure, des produits d'hydrolyse de protéines, des sous-produits de laiterie, etc. L'invention conduit à cette constatation imprévue que, si une matière nutritive, azotée, seule donne de bons résultats, et s'il en est de meme avec une autre matière azotée, seule, de nature chimique diffdrente, la dégradation des hydrocarbures par les micro-organismes est encore meilleure, lorsque les deux matières sont utilisées conjointement, la concentration en azote assimilable, total, étant la même. C'est ainsi que les microémulsions suivant l'invention permettent d'atteindre,par exemple, une dégradation de plus de 80% du pétrole brut, répandu sur de l'eau de mer, en 7 jours, lorsque la solution nutritive contient de l'urée ou des acides aminés; mais le mdme résultat est obtenu en 6 jours, si l'urée et les acides aminés sont présents conjointement dans la solution, la concentration de celle-ci en azote total étant la mtme que dans les deux cas précédents. L'invention est illustrée par les exemples non limitatifs, qui suivent. EXEMPLE 1 Dans un fermenteur de 50 litres on introduit 30 l d'eau de mer. Sur la surface de cette eau, on répand 30 mi de pétrole brut de 340 API, contenant 75% d'hydrocarbures saturés et 25% d'aromatiques. Sur la couche de pétrole; ainsi formée, d'une épaisseur de 0,5 mm, on pulvérise 6 mi de micro-mulsion ayant la composition pondérale suivante s urée ................................. 17,3% eau .................................. 21,5 butyl-éther-éthylèneglycol ........... 10,8 phosphate de lauryle o e.. .. 23,7 acide oléique ....................... 26,7 (8,07% d'azote) 100,0 La numération des germes dans le pétrole indique la pré- sence de 102 germes par mi. On procède alors à la culture aérobie, en agitant le contenu du fermenteur avec un agitateur tournant à 400 t/mn, pendant que 120 litres d'air stérilisé sont soufflés, par heure ; cette aération correspond sensiblement à celle qui a lieu naturellement en mer. Après 48 h, une nouvelle numération est effectuée s elle montre la présence de 2,5 x 108 germes/ml. Après 7 jours, on détermine le taux de ddgradation du p6- trole, par extraction des hydrocarbures résiduels avec du CCl4 et mesure à l'infrarouge t ce taux est de 83%. EXEMPLE 2 Des opérations identiques à celles de l'exemple 1 sont effectuées, mais dans la microémulsion une partie de l'urée est remplacée par l'amino-acide DL valine. La composition pondérale de la microémulsion est t urée ................................. 16,8% DL valine ............................ 2,0 eau .................................. 20,5 butyl-éther éthylèneglycol:........... 10,8 phosphate de lauryle ................. 23,7 acide oléique ........................ 26,2 100,0 (azote total, de l'urée et de la valine, 8,07%) La numération des germes donne le nombre de 102 au début et 109 après 48 heures, Le taux de dégradation du pétrole est de 84% dès le 6ème jour. La comparaison avec l'exemple 1 montre que l'adjonction d'acide aminé a permis d'attendre 109 germes au lieu de 2,5 x 108 avec l'urée seule, après 48 heures t la dégradation du même ordre (84% contre 83%) a pu être obtenue plus rapidement, en 6 jours, alors qu'il fallait 7 jours dans le cas de l'urée seule. EXEMPLE 3 Suivant la technique des exemples 1 et 2, une mir croémulsion fut utilisée, dans laquelle une partie de l'u- rée était remplace par un extrait aqueux de rafle de mats renfermant une série d'acides aminés, avec prédominance dt alanine, d'arginine, d'acide glutamique et de leucine 6 les autres amino-acides, présents en proportions moindres, étaient les proline, isoleucine, thréonine, valines phényl alanine, méthionine et cystine.La teneur en azote total, dans cet extrait, était de 1%e La microémulsion présentait la composition ponderale : urée ................................. 12,4% extrait de rafle de maîs.............. 18,7 butyl-éther éthylèneglycol ........... 19,2 phosphate de lauryle ................. 2931 acide oléique .................. 2094 L'eau de la phase aqueuse était celle de liextrait aqueux, La teneur en azote total de la phase aqueuse ressortait à 6%. En partant de to2 germes, on en a dénombre 4 x 109 après 48 heures, et le taux de dégradation du pétrole a atteint 88% après 6 jours. La comparaison de ces résultats avec ceux de l'exemple 1 prouve l'intérêt de l'adjonction des acides aminés à l'u rée. EXEMPLES 4 à 13 Dans cette série d'essais analogues à l'exemple 3, le phosphate de lauryle est remplacé par du phosphate d'oléyle et l'acide oléique par les différents liquides indiqués au tableau suivant, qui donne les taux de degrada tion du pétrole, obtenus en 6 jours. Exemple Liquide hydrophobe utilisé Degradation n % 4 Huile d'arachide .................. 88 5 " de colza ..................... 82 6 " de suif ...................... 86 7 Mélange des acides gras du coprah avec 10% d'huile de vaseline ................. 85 8 Acide laurique liquéfié par 10% de pétrole brut ............. 84 9 Caproate de butyle .............. 85 10 Laurate d'éthyle .............. 87 Il Oléate de méthyle ................... 86 12 Stéarate d'amyle ................... 88 13 Gasoil avec 10% d'huile de sésame.. 83 Des résultats semblables sont obtenus avec un mélange de mono-, di-, et tri-(alkyltétraglycoléther)-o-phosphates d'alkyles en C12 à C14, connus dans le commerce sous la dénomination "HOSTAPHAT KL 340 Nif à la place du phosphate d'oléyle. Revendications 1. Procédé de culture de microorganismes dans un milieu hydrophobe, dans lequel des substances nutritives, azotées, en solution aqueuse, sont introduites à ltétat de microémulsion dans le milieu hydrophobe, la phase externe de la microémulsion étant constituée par un liquide non miscible avec l'eau, mais miscible avec ledit milieu hydrophobe, caractérisd en ce que les substances nutritives comprennent au moins deux sortes chimiquement différentes de composés azotés. 2. Procédé suivant la revendication 1, earactérisd en ce qu'une des sortes de composés azotés est constitué par un ou plusieurs amino-acides. 3. Procédé suivant la revendication 1, dans lequel la solution aqueuse, nutritive, contient de L'urée, caractérisé en ce que cette solution renferme en outre un ou plusieurs acides aminés. 4. Procédé suivant la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que 2 à 50% de l'azote nutritif, total, de la solution aqueuse sont sous la forme d'acide aminé. 5. Procédé suivant la revendication 4, caractérisé en ce que 2 à 10% de l'azote nutritif, total > de la solution aqueuse sont sous la forme d'acide aminé. 6. Procédé suivant une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que le ou les amino-acides sont naturels ou synthétiques, en particulier du type des glycine, alanine, sérine, cystéine, valine, glutamine, leucine, lysine, arginine, proline, tyrosine, acide aspartique ou/et glutamique, 7. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les acides aminés sont pris sous la forme d'un extrait aqueux de produit naturel, en particulier vinasse de betterave, extrait de céréale, de levure, et similaires. 8. Microémulsion d'une solution aqueuse de matières nutritives, azotées, dans un liquide hydrophobe, caractérisée en ce qu'elle contient au moins deux sortes de substances azotées, chimiquement différentes, en particulier l'urée et un ou plusieurs acides aminés. 9. Application du procédé > suivant une des revendications 1 à 7, à la dégradation des hydrocarbures répandus sur une surface aqueuse ou solide.