Brevet FR2664615A1 — publié le 19920117

L'invention se rapporte à un procédé de production d'alcool éthylique par fermentation de matières sucrees puis distillation des substances notamment liquides générees par cette fermentation. L'invention intéresse particulièrement mais non exclusivement un procéde de production d'alcool éthylique à partir de matières fermentescibles dont la teneur en calcium peut notamment entrainer des difficultés pour leur traitement. La transformation en alcool des sucres contenus dans des matières d'origine végétale (moûts ou melasses) est optimisée lorsqu'on ajuste le potentiel hydrogene (pH) de ces solutions sucrées mises en fermentation de façon à favoriser l'action des levures utilisées pour transformer le sucre en alcool et à inhiber le développement et l'action des autres microbes et notamment des bactéries qui diminuent le rendement en alcool ou ralentissent la a fermentation. De manière générale, cet ajustement du pH consiste en une acidification. Toutefois, l'acidification n' a pas pour seul but d'abaisser le pH du milieu en fermentation. Dans certains cas, la recherche du pH optimum peut entraîner une addition excessive d'acide qui a pour effet d'inhiber l'action des levures. La recherche de la dose optimum d'acide, permettant un rendement optimum avec une vitesse de fermentation convenable, dépend de la matière première utilisée mais aussi de bien d'autres facteurs régissant la fermentation considérée. Généralement, on cherche à avoir dans le milieu qui va être mis en fermentation un pH au moins inférieur à 5 et une acidité comprise entre 2 et 3 gr/l exprimée en acide sulfurique. Dans le cas des mêlasses, l'acidité est suivie tout au long du processus de fermentation qui peut se faire dans plusieurs cuves en série. Des additions supplémentaires d'acide peuvent se faire en différents points du processus mais, généralement, toute la dose est mise sur la cuve de tête. Classiquement pour l'acidification du milieu de fermentation, on fait usage d'acide sulfurique, lequel acide peut être manipule facilement, c'est à dire sans qu'il y ait lieu de prendre des precautions draconniennes et se trouve généralement être le moins onéreux. L'usage de cet acide pour traiter des matières végétales riches en calcium, telles des mélasses de cannes à sucre, presente l'inconvénient majeur d'induire la précipitation du calcium et de ses sels jusqu'alors en solution, ce qui provoque la formation de dépôts dans les appareils de concentration et/ou de distillation des liquides issus de la fermentation. Ces dépôts sont extrêmement gênants car, d'une part, ils diminuent les echanges thermiques à travers les parois prévues à cet effet et, d'autre part, ils engendrent l'obstruction des canalisations. Pour remédier à ces inconvénients, il est connu de remplacer l'acide sulfurique par de l'acide chlorhydrique dont les sels de calcium sont solubles. L'acide chlorhydrique et ses sels sont toutefois tres agressifs à l'encontre des aciers de qualité dite ordinaire et même d'aciers inoxydables non spécifiquement élaborés pour resister à l'acide chlorhydrique et à ses sels. L'utilisation d'acide chlorhydrique implique donc, pour la construction des appareils de traitement des milieux ainsi acidifiés, l'usage d'aciers inoxydables speciaux, ce qui est tres onéreux. Le résultat essentiel que l'invention vise à obtenir est un procédé de production d'alcool éthylique qui remédie aux inconvénients précites. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé notamment caractérisé en ce que, pour effectuer l'ajustement du potentiel hydrogène dit pH, et notamment de l'acidité, du milieu dans lequel les matières sucrées se trouvent, au lieu d'utiliser de l'acide sulfurique voire de l'acide chloridrique, de manière originale on utilise de l'acide nitrique. L'invention sera bien comprise à l'aide de la description ci-aprés faite à titre d'exemple non limitatif. Tel que cela est annoncé, l'invention concerne un procédé de production d'alcool éthylique par fermentation de matières d'origine végétale notamment riches en calcium puis distillation des substances liquides générées par cette fermentation. Précisément, mais non exclusivement, l'invention concerne un procédé de production d'alcool ethylique à partir de melasses ou autres sous-produits sucrés provenant de la fabrication du sucre, par exemple, à partir de betteraves ou de cannes à sucre. Le procédé de production d'alcool comprend, préalablement à l'étampe de distillation, au moins une étape dite de fermentation c'est à dire de transformation en alcool, au moyen de levures, des sucres contenus dans les matières d'origine végétale utilises, laquelle étape est précédée d'au moins une étape d'ajustement à une valeur prédéterminée du potentiel hydrogene dit pH, et notamment de l'acidité, du milieu généralement liquide et notamment aqueux dans lequel les matières se trouvent. Selon l'invention, pour effectuer l'ajustement du potentiel hydrogène dit pH, et notamment de l'acidite, du milieu dans lequel les matieres sucrées se trouvent, au lieu d'utiliser de l'acide sulfurique voire de l'acide chlorhydrique, de manière originale on utilise de l'acide nitrique. L'originalité de l'invention tient au fait que l'usage d'acide nitrique a toujours eté considéré impossible compte tenu de son agressivité pour les installations de distillerie en cuivre. L'originalité de l'invention tient également au fait que la presence de nitrates dans les milieux fermentescibles a été de longue date considérée comme nuisible à la fermentation. Dans la litterature consacrée à ce sujet, il est d'ailleurs fréquemment indiqué que, pour préparer un milieu à la fermentation, il convient d'effectuer une opération dit de dénitrage. Or, il a eté constaté par la demanderesse que le remplacement des acides sulfurique et/ou chlorhydrique par de l'acide nitrique NO3H aux doses habituellement employées c'est à dire entre 0 et 4 grammes par litre de milieu à fermenter, ne présente aucun inconvénient ni pour la dite fermentation et la qualité de l'alcool produit, ni pour l'installation. Le nitrate de calcium étant soluble, les incrustations constatées avec l'acide sulfurique ne se produisent plus. De plus, lorsqu'elles sont stockees un certain temps, les eaux résiduaires appelées vinasses et qui résultent de cette fabrication sont beaucoup moins malodorantes qu'avec l'acide sulfurique engendrant dans les rejets la présence de derivés soufrés comme les mercaptans dont l'odeur est particulièrement désagréable. C'est encore un avantage de l'emploi de l'acide nitrique non négligeable. L'acidification à l'acide nitrique n'entraîne aucune disposition particulière par rapport à l'acidification sulfurique ou chlorhydrique. Toutefois, les réservoirs d'acide, le système de pompage et les tuyauteries doivent être réalisés en matériaux résistant à l'acide nitrique concentré ou dilué selon les solutions adoptées. Enfin, quant les vinasses precitées sont concentrées dans des évaporateurs qui enlevent une grande partie de l'eau qu'elles contiennent, on constate que celles-ci sont beaucoup moins visqueuses que celles issues de matières traitées avec l'acide sulfurique , ce qui est trés important lorsque l'on traite des mélasses de canne à sucre. L'usage de l'acide nitrique facilite donc également le travail des évaporateurs et les manutentions ultérieures des vinasses. Si l'on veut extraire la potasse de ces vinasses, il est toujours possible de la précipiter apres concentration par addition d'acide sulfurique. Exemple Ci-apres, on décrit non limitativement pour l'invention un procédé de fermentation utilisant l'acide nitrique. Le procédé décrit est celui dit à "cuve mere" et à fermentation continue. D'autres procédés peuvent être utilisés et en particulier celui dit à recyclage de la levure. Dans l'exemple choisi, la melasse est d'abord diluee sensiblement de moitié pour faciliter la répartition du sucre sur les différentes cuves successives de fermentation qui vont être mises en oeuvre. Lors de cette dilution, on ajute l'eau ainsi que la totalité des sels nourriciers nécessaires et, le cas échéant, des antiseptiques tels le fluorure de sodium. La quantite d'eau apportée pour la dilution est ajustee de maniere à obtenir un liquide à teneur alcoolique suffisamment basse pour favoriser la multiplication de la levure. Une fraction de la mélasse ainsi diluée est introduite dans a cuve mère et l'autre fraction repartie dans les cuves secondaires. C'est la fraction de la melasse destinée à être introduite dans la cuve mère qui reçoit l'acide nitrique. Les cuves suivantes dites secondaires, dont le nombre peut s'échelonner de une à dix mais sans que le nombre soit limité, sinon pour des raisons pratiques ou financières, recoivent une quantité de mélasse diluée déterminée de façon à augmenter progressivement la richesse en alcool du moût mis en fermentation. De l'air est également soufflé dans ces cuves et principalement dans la cuve mère. A la sortie des cuves, le mout fermenté, appelé "vin", est envoyé aux appareils de distillation qui en séparent l'alcool des vinasses. Les vinasses sont ensuite concentrées en vue d'une utilisation annexe. L'appareil de distillation est, de préférence, chauffé par un évaporateur de façon à éviter la dilution de la vinasse avec la vapeur de chauffage et à permettre la récupération des eaux condensées propres pour les générateurs de vapeur. Ce sont ces derniers appareils, à savoir : l'appareil de distillation, l'évaporateur de chauffage et les évaporateurs de concentration de vinasse, qui sont susceptibles de s'encrasser plus ou moins rapidement lorsqu'on emploie un autre acide que l'acide nitrique et en particulier d'acide sulfurique. REVENDICATIONS 1. Procédé de production d'alcool éthylique par fermentation de matières d'origine végétale notamment riches en calcium puis distillation des substances liquides générées par cette fermentation, lequel procédé comprend, préalablement à l'étape de distillation, au moins une étape dite de fermentation c'est à dire de transformation en alcool, au moyen de levures, des sucres contenus dans les matieres d'origine végétale utilisées, laquelle etape est précédée d'au moins une étape d'ajustement à une valeur prédéterminée du potentiel hydrogène dit pH, et notamment de l'acidité, du milieu généralement liquide et notamment aqueux dans lequel ces matières se trouvent, ce procédé étant CARACTERISE en ce que, pour effectuer l'ajustement du potentiel hydrogène dit pH, et notamment de l'acidité, du milieu dans lequel ces matières se trouvent, au lieu d'utiliser de l'acide sulfurique voire de l'acide chloridrique, de manière originale on utilise de l'acide nitrique.