Brevet FR2610641A1 — publié le 19880812

La pressente invention concerne les sucrerie distilleries produisant du sucre et de l'alcool à partir de betteraves. Dans les sucrerie-distilleries connues, toutes les betteraves sont soumises a une diffusion et c'est soit le jus de diffusion, soit les mélasses ou les égouts pauvres provenant de l'essorage des masses-cuites qui sont envoyés à la distillerie. La présente invention repose sur le fait connu que le collet, la peau et les radicelles des betteraves ont une composition chimique différente de celle du coeur et contiennent beaucoup plus d'impuretés. Corformément à l'invention, il est proposé de séparer les parties les moins riches en sucre, c'est-a-dire le collet, la peau et les radicelles, du coeur de la betterave avant le début de la fabrication du sucre et de traiter ces parties dans un atelier de distillerie, le coeur de la betterave etant traité de façon classique dans la sucrerie. La partie impure : collet, peau, radicelles, ainsi qu'éventuellement d'autres déchets végétaux provenant du lavage et de la manutention des betteraves, sera soumise à une fermentation en milieu solide. Cela signifie que le milieu où s'effectue la fermentation est formé de produits solides divisés dans un état tel qu'ils se comportent comme des solides pulvérulents ou granulaires, qui peuvent en particulier être mis en tas, et non comme un liquide. Par rapport à la fermentation classique en milieu liquide ce procedé permet de diminuer la consommation énergétique et la taille des équipements (fermenteurs, cuves, etc...). La matière première utilisée pour la fermentation alcoolique est d'abord divisée en fines particules présentant la plus grande surface possible w cette préparation peut être faite par broyage, découpage et/ourapage. Elle peut être ensuite soumise à un traitement enzymatique, à l'aide de une ou plusieurs enzymes du type cellulases, hemicellulases et pectinases, pour hydrolyser les parois cellulaires et améliorer la libération du jus cellulaire sucré. L'hydrolyse de la cellulose et de la pectine produit une quantité additionnelle de sucres fermentescibles (glucose et acide galacturonique) pouvant représenter 10% a 20% du sucre sous forme saccharose.Le traitement pourra être effectue avant la fermentation, à une température de 40 C a 50oC, ou simultanément avec la fermentation, a une température de S0 C a 35 C. La consommation d'enzyme sera de C),1 pour mille à 0,1 pour mille de la masse des matières premières. La fermentation alccolique pourra être effectuée en continu ou en discontinu. Le produit extrait du fermenteur aura une concentration en alcool de 8 a 10% (en volume) et une teneur en matières sèches de 20% à 30% (en poids). Ce produit sera ensuite soumis a une ou plusieurs opérations de séparation pour séparer la phase alcoolique, d'une part, des matières sèches épuisées qui pourront être utilisées, après séchage et conditionnement, comme aliment du bétail et! d'autre part, des levures qui pourront être recyclées en partie, vers le fermenteur. Différents moyens pourront entre utilisés pour effectuer cette séparation : décantation- pressage, centrifugation, fermentation sous vide, séparation flash, etc... La phase alcoolique obtenue est enfin soumise à une distillation pour augmenter sa concentration en alcool. On pourra ajouter aux matières soumises à la fermentation de la mélasse provenant de la sucrerie 0' est traité le coeur des betteraves. L'apport des impuretés minérales de la mélasse favorise en effet les conditions de fermentation. On pourra, par exemple, ajouter de tOisg à 2C'Lo de mélasse pour tOOksg de matières premières. On pourra aussi autolyser les levures séparées,après fermentation, de la phase alcoolique et des matières sèches épuisées et incorporer l'autolysat obtenu aux matières soumises a la fermentation. Cette solution permet de se dispenser, en totalité ou en partie, du recyclage de 1 evures. La description qui suit se réfère au dessin l'accompagnant qui est le schéma d'un mode de mise en oeuvre du procédé de l'invention, donné à titre d'exemple non limitatif, sur lequel ont été portées les caractéristiques (teneur en sucre S, teneur en matières sèches solubles autres que le sucre : NS, pureté : P, teneur en matières sèches non solubles : marc) des produits de départ, des produits intermédiaire et des produitc obtenus. On part de 1000kg de betteraves contenant loo oe sucre et 19,8ka de non-sucres solubles. Les betteraves sont pelées ou rapées superficiellement en 10, éventuellement après qu'on ait enlevé le collet et les radicelles. On obtient ainsi 905ka de betteraves pelées et 95Kg de déchets : peau, collets, radicelles. Le jus sucré obtenu par diffusion, en 12, des betteraves pelées, puis épuré de façon classique, en 14, contient 141,60Kg de sucre et 8,5kg de non-sucres. Le jus épuré est concentré en 16, puis soumis à une cristallisation en 18 et les masse-cuite obtenues sont essorées en 20 pour donner finalement 129,70kg de sucre S et de la mélasse M contenant 11,9kg de sucre. Les 95kg de déchets contiennent 12Kg de sucre, 5,2kg de non-sucres solubles et 4,3kg de matières seches insolubles dans l'eau (marc). Ces déchets sont divisés, par exemple par broyage en 22, en fines particules présentant la plus grande surface possible (de 0,5 a 15 mm). Ils sont ensuite soumis a un traitement enzymatique, en 24, au moyen de cellulases hemicellulases et/ou pectinases qui ont pour effet de dégrader les polysaccharides des parois cellulaires et les transformer en sucres fermentescibles et de libérer le jus sucre cellulaire. après ce traitement, les déchets contiennent 13,9Kg de sucre, 5,2Kg de non-sucres et 2,4kg de marcs. Les déchets sont ensuite introduits dans un fermenteur 26 avec des levures L du type saccharomyces cerevisiae OL tout autre levure couramment utilisee pour la procu-tlor. d'éthanol a partir du sucre S la consommation de levures est d'environ 0,3 à 2Kg pour 1 g de matières première. LE liquide libéré par broyage des déchets et au cours ou traitement enzymatique, est réabsorbé de sorte que le produit soumis à la fermentation est un produit solide humide. Le produit soumis à la fermentation peut être aÉré pour maintenir dans le fermenteur la teneur en oxygène optimale pour le maintien des cellules de levure. Le gaz carbonique produit et extrait du fermenteur pourra être lave pour récupérer 1 'méthanol qu'il contient. Après avoir séjourné un temps prédétermine dans le fermenteur, la masse qui en est extraite est divisée, en 25 en trois parties : une phase liquide contenant l'éthanol, les matières solides épuisées et les levures. Cette séparation peut être effectuée en plusieurs étapes : on peut d'abord séparer, par e > emple par décantation et pressage, les matières solides épuisées de la phase liquide et des levures, puis séparer ces dernières de la phase liquide par centrifugation. La phase liquide est envoyée à l'atelier de distillation 30 où on obtient finalement 8,4 1 d'éthanol pur E. Les matières sèches MS sont séchées et conditionnées pour servir à la préparation d'aliments pour le bétail. Les levures L' peuvent être recyclées en partie vers le fermenteur. En variante elles peuvent être autolvséc et l'autolysat obtenu peut entre mélangé aux Droduits contenus dans le fermenteur. On pourra éventuellement ajouter aux déchets de betteraves de la mélasse provenant du traitement du coeur de betteraves. Dans l'exemple décrit, Si on ajoute 9,5kg de mélasse aux 95Kg de déchets (tracé en trait discontinu sur le dessin) on produira 11,4 1 d'alcool pur, toutes choses étant égales par ailleurs, soit une augmentation de 35% ZZ de la production d'alcool. REVENDICATIONS 1. Procédé de production de sucre et d'alcool à partir de betteraves consistant à retirer la peau, les radicelles et éventuellement le collet des betteraves et à utiliser la partie restante pour produire du sucre, caractérisé en ce que les déchets constitués par la peau, les radicelles et éventuellement les collets sont soumis à une fermentation alcoolique en milieu solide. Procédé selon la revendication 1, caractérisé e ce que lesdits déchets sont préalablement soumis à un traitement enzymatique. à l'aide de cellulases, hemicelluloses et/ou pectinases, pour hydrolyser les parois cellulaires et faciliter la diffusion du jus cellulaire. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que lesdits déchets sont préalablement divisés en fines particules. 4. Procédé selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce qu'on ajoute auxdits déchets, comme substrat de fermentation, de la mélasse constituant le sous-produit O la production du sucre à partir du coeur des betteraves. 5. Procédé selon la revendication 1, 2, 3 ou 4, caractérise en ce qu'on sépare les levures produites au cours de la fermentation, on les autolyse et on utilise l'autolYsat comme substrat de fermentation.