Brevet FR2697266A1 — publié le 19940429

La présente invention concerne la gestion des matières et des phases de traitement en fermentation éthanolique. Le procédé classique de fermentation éthanolique des produits concentrés sucrés avec recyclage des levures comprend les stades suivants - traitement acide des crèmes produites en double centrifugation. - cuve mère alimentée en moût sucré "faible", faiblement aéré et produisant de l'éthanol. - cuves de fermentation alimentées en moût sucré "fort". Les inconvénients de ce système actuel sont les risques d'infection par l'eau de dilution des produits sucrés, le traitement acide concernant seulement la crème de levure, et egalement une phase de génération de levure à pH élevé 4 à 4,5 upH n'assurant pas une protection efficace à l'égard des developpements bactériens. Le procédé objet de l'invention supprime ces inconvénients en comportant les phases de procédé successives suivantes : voir Fig. I a) Introduction de la totalité de l'eau en tête de fermentation. b) Istroduction de la totalite de l'acide ou d'une partie importante de l'acide, dans l'eau en tête de fermentation. c) Recyclage de la crème de levure recyclée ou apportée, dans l'eau ainsi aci difiée, avec "traitement acide" d'une durée suffisante. d) Conduite du stade de développement levurien principalement en aérobiose dans une cuverie appelée "Cuve Mère". e) Introduction des vinasses recyclées si cela est utile après la Cuve Mère. f) Introduction du substrat concentré sucré sans dilution au niveau du stade de développement levurien et des stades fermentaires. Les phases de procédé a, b, c, constituent un traitement bactéricide efficace de la totalité de l'eau nécessaire et de la crème de levure. La phase "d" de développement levurien en aérobiose se fait avec un excès de sucre raisonnable ce qui limite l'effet tampon du substrat. Ainsi le développement levurien peut se faire à un 2,8 D'une façon générale le fait d'assurer la dilution maximale en tête et de recycler les vinasses tamponnées après la cuve mère définit un profil de pH le plus bas possible en tête de l'atelier de fermentation, ce qui atténue les risques infectieux. Ainsi pour une acidification de l'eau inférieure à 3 gr/l exprimée en acide sulfurique concentré, la phase de traitement acide des crèmes d'une durée supérieure ou égale à 2 h se fait à uni,85 Dans le cas du travail d'une mélasse de sucrerie extrait sec 80 % et pureté 60 %, l'apport d'eau représente 900 kg à 1 100 kg et la creme de levure recyclée 80 à 90 kg, valeurs exprimées par hl d'alcool pur potentiel, ave cun apport d'acide de 3 gr/l le pH résultant est inférieur à 2, la crème de levure apportée n'ayant pas subi de double centrifugation. Dans le cas du travail d'un égoût pauvre de 2ème jet EP2, de pureté voisine de 73 %, l'apport d'eau représente 400 à 500 kg et la crème de levure 80 à 90 kg, valeurs exprimées par hl d'alcool pur potentiel, avec un apport d'acide de 2,5 gr/l le ph résultant est voisin de 2 pour une crème de levure apportée n'ayant pas subi de double centrifugation. irw Dans le cas du travail d'un produit concentré sucré riche 73 La population de levure apportee ou recyclée représente 10 à 20 gr par litre de moût fermenté total. Le procédé s'applique à des ateliers de fermentation travaillant en continu, mais également à des ateliers travaillant en discontinu. Les substrats concentrés sucrés mis en oeuvre dans le procédé peuvent être d'origine betterave sucrière ou canne à sucre : mélasses, égoûts, sirops, mais également de toute autre origine comme par exemple les hydrolysats sucrés d'origine céréalière ou provenant de la biomasse en géneral. Ces substrats doivent pouvoir être transformés en éthanol par fermentation levurienne. REVENDICATIONS 1. Procédé de conduite de fermentation éthanolique de produits concentrés sucrés permettant de réduire les risques infectieux caractérisés en ce qu'il comporte les phases de procédés suivantes : (voir Fig. I) - Introduction de la totalité de l'eau nécessaire au procédé en tête de fermentation. - Introduction de la totalité de l'acide ou d'une partie importante de l'acide nécessaire à la fermentation, dans l'eau en tête de fermentation. - Recyclage ou apport de levure dans l'eau acidifiée aérée en définissant un temps de séjour suffisant : stade dit "traitement acide". - Conduite du stade de développement levurien principalement en aérobiose. - Introduction des vinasses recyclées quand cela est possible après le stade de développement levurien dit "Cuve-Mère". - Introduction du substrat concentré sucré sans dilution préalable, au niveau du stade de développement levurien et des stades fermentaires. 2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé par le fait que l'addition de l'acide dans l'eau en tête de fermentation à la dose de fermente,exprimee en sec, définit un pH du milieu compris entre 1,85 et 2,2 upH. Cette valeur de pH associée à un temps de séjour supérieur à 2 h crée un effet bactéricide sensible au niveau de la levure recyclée mais également au niveau de l'ensemble de l'eau nécessaire au procédé. Ces résultats sont obtenus pour des substrats de purete comprise entre 59 et 90 et une teneur en alcool GL du moût fermente N 8 Z volume. 3. Procédé selon la revendication 2 caracterise par le fait que dans le cas du travail de melasse ayant une teneur en extrait sec de 80 X p et une pureté de 60 Z p, l'apport d'eau représentant 900 kg à 1 100 kg et la crème de levure recycle 80 à 90 kg, valeurs exprimées par hl d'alcool pur potentiel, avec un apport d'acide de 3 gr/l exprime en H2 s04, le pH résultant est 4. Procédé selon la revendication 2 caractérisé par le fait que dans le cas du travail d'un égoût pauvre de 2ème jet EP2 de pureté vosine de 73%, l'apport d'eau représentant 400 à 500 kg et la creme de levure recycle 80 à 90 kg, valeurs exprimées par hl d'alcool pur potentiel, avec un apport d'acide de 2,5 gr/l exprimé en H2 S04, le pH resultant est voisin de 2 pour une crème de levure apportée n'ayant pas subi de double centrifugation. 5. Procédé selon la revendication 2 caractérisé par le fait que dans le cas d'une mise en oeuvre de produit concentré sucre à 73 9(),l'apport d'eau nécessaire au procédé représentant 350 à 500 kg et la crème de levure recyclée 80 à 90 kg, valeurs exprimées par hl d'alcool pur potentiel, avec un apport d'acide de 2,5 gr/l exprimé en H2 S04, le pH1 résultant est 6. Procédé de la revendication I caractérisé par le fait que la phase de développement levurien se fait à un 2,8 > pH > 3,2 bactériostatique, en aérobiose forte, l'apport de produit sucré étant fait principalement pour générer. la levure en aérobiose, en produisant le minimum d'alcool. 7. Procédé selon la revendication 1 caractérisé par le fait que le recyclage de vinasses intervient après la phase de développement lévurien. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à i pouvant être mis en oeuvre dans des ateliers de fermentation travaillant en continu ou en discontinu. 9. Application du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 s'appliquant : à des substrats concentrés sucres d'origine betteraviere ou de canne à sucre : mélasses, égoûts, sirops; à des hydrolysats sucrés concentres d'origine céréalière et à tout autre substrat concentré pouvant être transformé en méthanol par fermentation levurienne.