Brevet FR2621926A1 — publié le 19890421

L'invention concerne un procédé de traitement d'un moût de fermentation renfermant un polysaccharide dans le but d'en accroître la filtrabilité. Elle concerne également le moût amélioré résultant et l'utilisation de ce moût comme agent épaississant pour la récupération assistée du pétrole. Les moûts de polysaccharides sont obtenus par un procédé de fer- mentation bien connu: un micro-organisme producteur de polysaccharide, et par exemple pour la production de Xanthane, appartenant au genre Xanthomonas, est mis en culture dans un milieu aqueux nutritif renfermant un hydrate de carbone, plus spécialement le glucose. Pour la production de Xanthane, on peut par exemple utiliser Xanthomonas Campestris. Pour produire du scléroglucane, on peut utiliser le Sclérotium Rolfsii et pour le Schizophyllane - le champignon Schizophyllum Commune. Au terme de la fermentation, on recueille un moût de fermentation renfermant environ 0,5 à 4% en poids de polysaccharide à coté de sels, d'éléments nutritifs résiduels, de cellules ou de débris de champignons et d'autres composés insolubles. L'enlèvement des particules insolubles présentes dans le moût brut peut être réalisé par filtration. Il subsiste toutefois des agrégats de macromolécules, substances difficilement filtrables ayant un comportement pseudo-plastique qui tendent à obstruer les pores des formations souterraines lors des opérations de récupération assistée. L'élimination de ces agrégats ou tout au moins la réduction de leur nocivité est essentielle. Le nombre de propositions à cet égard est considérable comme reflété par exemple par l'abondante littérature-brevets. 262 1 9 2 6 -2- Le brevet US 3. 355.447 propose par exemple de chauffer un moût de Xanthane et de le filtrer. Le brevet US 4.299.825 propose un chauffage suivi d'ultrafiltration, dans le but de produire un moût clarifié et concentré. Le brevet EP 0049 012 propose d'effectuer une ultra- filtration, avec ou sans traitement enzymatique, dans le but d'obtenir une solution concentrée de Xanthane. Les performances obtenues avec les procédés cités laissent à désirer, et il y a donc place pour un procédé permettant d'obtenir un moût présentant une bonne filtrabilité et surtout une filtrabilité stable au cours du temps. Le procédé selon l'invention de traitement des moûts de polysaccharides comprend, dans l'ordre: A) Une ultrafiltration effectuée avec une membrane dont la zone de coupure (Mw), en masse moléculaire, se situe entre 10 000 et 000, de préférence entre 10 000 et 30 000, et on recueille la fraction de moût qui n'a pas traversé la membrane (rétentat), B) Un chauffage du rétentat obtenu à l'étape (A), chauffage effectué à au moins 60 C, par exemple 60-130 C. Les impuretés qui ont traversé la membrane peuvent être rejetées. Dans l'ultrafiltration ci-dessus, de l'eau traverse la membrane avec les impuretés, et le rétentat obtenu peut être plus concentré en polysaccharide utile que le moût avant traitement. Ce n'est toutefois pas le but de l'invention et on peut, si on le désire, ajouter de l'eau, de préférence de l'eau salée, de façon à maintenir, par exemple, la même concentration en polysaccharide dans le moût avant traitement et dans le rétentat. Un mode préféré de mise en oeuvre consiste même à poursuivre -3l'ultrafiltration en ajoutant progressivement au moût au moins un volume d'eau ou d'eau salée, par exemple 1 à 10 volumes, par volume de moût traité, en laissant filtrer au moins un volume d'eau, par exemple 1 à 10 volumes, et de préférence un volume sensiblement égal à celui du liquide ajouté. Pour obtenir ce résultat on peut procéder en discontinu ou en continu, en passant dans plusieurs cellules d'ultrafiltration et/ou en recyclant plusieurs fois la solution dans une même cellule. On décrit ci-après les conditions préférées de mise en oeuvre de l'invention: Lors de l'ultrafiltration, la concentration en polymère du moût est avantageusement comprise entre 5 et 100 g/l, de-préférence entre 15 et 30 g/1. Le choix de la membrane ne parait pas déterminant et de bons résultats ont été obtenus, par exemple, avec des membranes en acétate de cellulose, éther de cellulose, polyamide, polyoléfine, polystyrène, polystyrène sulfoné ou analogues, l'invention ne se limitant pas à l'usage de telle ou telle d'entre elles. Le moût soumis à ultrafiltration renferme avantageusement 1 à 100 9/l, exprimé en NaCl, d'un ou plusieurs sels de métaux alcalins. Le pH, au cours de l'ultrafiltration, est avantageusement choisi entre 4 et ll et la température est par exemple entre 10 et 50 C, de préférence entre 20 et 40 C. Lors du chauffage, la concentration en polymère peut être choisie dans les limites indiquées plus haut de 5 à 100 g/l, de préférence 15 à g/1. La durée du chauffage optimale est fonction du résultat désiré et de la nature du polysaccharide et se situe le plus souvent entre 1 et 60 minutes, de préférence entre 5 et 15 minutes pour le Xanthane et 1 à 24 heures pour le Scléroglucane et le Schizophyllane. - 4 - Les exemples comparatifs suivants illustrent la mise en oeuvre de l'invention. EXEMPLE 1 On a utilisé un moût brut de fermentation de Xanthomonas Campestris que l'on a dilué pour amener sa concentration à 380 ppm en poids; sa concentration en métaux alcalins, exprimée en NaCl, a été amenée à 5 g/litre par ajout de chlorure de sodium. Trois échantillons de la solution obtenue (viscosité à 30 C: 2.10 3 Pa.s-1; concentration: 380 ppm en poids) ont été prélevés. L'échantillon n 1 a été porté à 110 C pendant 10 minutes puis refroidi à 30 C et soumis au test de filtrabilité. L'échantillon n 2 a été (selon l'invention) ultrafiltré à 30 C par mise au contact d'une membrane d'acétate de cellulose ayant une zone de coupure de 20 000; on a laissé filtrer 5 volumes de liquide par volume de l'échantillon n 2 en remplaçant au fur et à mesure le liquide filtré par une solution aqueuse à 5g/litre de NaCl. Le rétentat obtenu a été soumis au même chauffage et refroidissement que l'échantillon n 1. On l'a soumis ensuite au test de filtrabilité. L'échantillon n 3 a été d'abord chauffé et refroidi comme l'échantillon n 1 puis ultrafiltré à 30 C comme l'échantillon n 2 et enfin soumis au test de filtrabilité. Au terme des traitements ci-dessus, les solutions n 1 et 3 avaient toutes deux la même viscosité de 7.10O3 Pa.s'1 à 30 C et la solution n 2 une viscosité de 7,7.10'3 Pa.s-1 à 30 C. Le test de filtrabilité a consisté à injecter dans des conditions de faible gradient de cisaillement ( t= 5 s'1) et à 30 C la solution - de polymère à travers trois filtres Millipore de diamètre de pore moyen F m et à mesurer la réduction de mobilité (R) dans les filtres en fonction du volume filtré (V). Les courbes Ia, IIa et IIIa correspondent respectivement aux échantillons n 1, 2 et 3. La réduction de mobilité est le rapport b P polymère/Z.P eau o , P polymère est la perte de charge pour la solution de polysaccharide et iP eau la perte de charge pour la phase aqueuse saline sans polysaccharide correspondante. EXEMPLE 2 On a répété l'exemple 1 avec des solutions identiques aux solutions n 1 et 2, excepté que la concentration de sel, en NaCi, était de 100 g/litre. Apres traitement, les solutions obtenues (respectivement Ib et IIb) avaient une viscosité de 8,5.10-3 Pa.s-1. Les deux solutions ont été soumises au test de filtrabilité (figure 2). Seule la solution n 2, qui avait subi le traitement de l'invention s'est montrée non-colmatante. EXEMPLE 3 Le test a porté sur un moût brut de Scléroglucane. Un moût brut de fermentation de Sclérotium Rolfsii a été dilué jusqu'à une concentration de 600 ppm en poids, dans une solution de sel de concentration 20 g/1 en chlorure de sodium. 262 1 9 2 6 -6- La solution obtenue (solution Ic) a été ensuite ultrafiltrée à C par mise au contact d'une menbrane d'acétate de cellulose ayant une zone de coupure de 20 000, comme décrit à l'exemple 1. Le rétentat (IIIc) a été ensuite chauffé à 90 C sous pression atmosphérique pendant 48 heures. Apres refroidissement à 30 C, la solution obtenue (IIc) a subi le même test de filtrabilité que celui décrit dans l'exemple 1. La réduction de mobilité à travers 3 filtres Millipore de diamètre de pore moyen 5 P m a été mesurée en fonction du volume filtré. Sur la Figure 3 sont représentés les tests correspondant à une solution non traitée (Ic), une solution seulement ultrafiltrée (IIIc) et une solution (IIc) ayant subi le traitement de l'invention (ultrafiltration suivie de chauffage). On constate que les deux premières solutions colmatent très rapidement les filtres et que seule la solution traitée selon l'invention présente un R constant c'est-a-dire une excellente filtrabilité. - 7 - REVENDICATIONS 1 - Procéde de traitement d'un moût de fermentation renfermant un polysaccharide dans le but d'en accroitre la filtrabilité, caractérisé en ce que: a) On soumet d'abord le moût à une ultrafiltration à travers une membrane d'ultrafiltration dont la zone de coupure, en masse moléculaire, se situe entre 10 000 et 100 000, et b) On chauffe ensuite le rétentat obtenu à l'étape (a) à une température d'au moins 60 C. 2 - Procéde selon la revendication 1, dans lequel la membrane présente une zone de coupure de 10 000 à 30 000. 3 - Procédé selon la revendication 1 ou 2 dans lequel le moût soumis à l'ultrafiltration et au chauffage est un moût de Xanthane. 4 - Procédé selon la revendicaction 1 ou 2 dans lequel le moût soumis à l'ultrafiltration et au chauffage est un moût de Scléroglucane. - Procédé selon la revendication 1 ou 2 dans lequel le moût soumis à l'ultrafiltration et au chauffage est un moût de Schizophyllane. 6 - Procéde selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel le moût soumis à l'ultrafiltration et au chauffage renferme au moins un sel de métal alcalin à une concentration de 1 à 100 grammes, calculé en NaCl, par litre. 7 - Procéde selon la revendication 4 ou 5 dans lequel le moût est un moût de Scléroglucane ou de Schizophyllane et le chauffage est effectué à 60 - 130 C pendant 1 à 60 minutes. 2621 9 2 6 - 8 - 8 - Procédé selon la revendication 3 dans lequel le moût est un moût de Xanthane et le chauffage est effectué à 90 - 110 C pendant 5 à 15 minutes. 9 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 8 dans lequel la membrane d'ultrafiltration est une membrane d'acétate de cellulose. - Procédé selon l'une des revendications 1 à 9 dans lequel le moût est un moût brut renfermant des débris cellulaires. 11 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 10 dans lequel on poursuit l'ultrafiltration jusqu'à ce qu'au moins un volume de phase aqueuse ait traversé la membrane d'ultrafiltration en ajoutant au moins un volume d'eau ou d'eau salée au moût soumis à l'ultrafiltration. 12 - Moût obtenu par le procédé de l'une quelconque des revendications 1 à 11. 13 - Utilisation du moût de la revendication 12 pour la récupération assistée du pétrole.