Brevet FR2751984A1 — publié le 19980206

L'invention a pour objet un procédé de dépollution des résidus de distillation. La fabrication de certains alcools, tels que le whisky, le cognac, l'armagnac, le brandy ou le calvados, nécessitent deux distillations successives. C'est ce que l'on appelle la technique double chauffe en alambics discontinus. Chacune de ces distillations donne lieu à des résidus dont les distilleries cherchent à se débarrasser. Les résidus de la première distillation, très riches en matière organique, ne peuvent en général pas être rejetés en l'état. Ils font l'objet de traitements spécifiques tels que la concentration pour une valorisation ultérieure. Le traitement des résidus de deuxième distillation pose un problème particulier. En effet, ces résidus, appelés "Spent Lees" quand il s'agit de la fabrication du whisky et "Secondes de bonne chauffe" quand il s'agit de la fabrication du cognac, sont caractérisés par une charge en matière organique faible, qui peut être facilement réduite par un traitement en station biologique. Ils sont également caractérisés par une contamination en cuivre provenant des alambics utilisés pour la fabrication de l'alcool. A titre indicatif, les Spent Lees de whisky contiennent de 15 et 70 mg/l de cuivre. Après traitement biologique, la concentration en cuivre des effluents de deuxième distillation est fortement réduite, mais peut encore poser des problèmes lorsque ceux-ci sont rejetés dans une rivière à faible débit. Mais surtout, le cuivre se trouve alors concentré dans les boues biologiques dont l'épandage se traduit par une contamination à long terme des terrains agricoles utilisés. Jusqu'à présent, de nombreuses études ont été réalisées pour remédier à cette pollution par le cuivre présent dans les rejets de distillerie, mais à ce jour aucune solution satisfaisante n'a été trouvée. L'invention concerne un procédé de dépollution des résidus de deuxième distillation obtenus lors de l'élaboration de l'alcool comprenant - la clarification desdits résidus, - la concentration du cuivre contenu dans les résidus clarifiés, - la récupération du cuivre. La clarification des résidus de deuxième distillation s'est révélée être une étape indispensable au traitement ultérieur d'extraction du cuivre. En effet, ces résidus contiennent des matières en suspension (20 à 250 mg/l) particulièrement colmatantes en raison de leur aspect cireux et qui viennent perturber l'étape ultérieure d'extraction. Selon un mode de réalisation avantageux du procédé conforme à l'invention, la clarification des résidus est réalisée par une microfiltration tangentielle qui présente l'avantage de débarrasser totalement les résidus des particules en suspension. De plus, cette technique s'est avérée très intéressante d'un point de vue économique. Dans le cadre de la présente invention, les membranes mises en oeuvre pour réaliser la microfiltration tangentielle, sont des membranes minérales classiques. Les membranes minérales présentent l'avantage de pouvoir travailler à des températures relativement élevées (50 à 60 C), ce qui permet d'obtenir des flux de perméat importants. De plus, les opérations de nettoyage s'en trouvent simplifiées. Les membranes utilisées dans le cadre de l'invention sont des membranes TECHSEP KERASEP TM présentant un seuil de coupure de 0,10 1 avec des canaux intérieurs de diamètre de 3,5 mm. Les flux de perméat obtenus se situent entre 200 et 600 l/h/m2. Niais l'invention ne se limite pas à ce type de membranes en particulier. Il est ainsi possible de clarifier les résidus de deuxième distillation avec un facteur de conversion supérieur à 90 %. Selon un autre mode de réalisation du procédé conforme à l'invention, l'extraction du cuivre à partir des résidus clarifiés est réalisée par osmose inverse. En effet, il a été constaté, de façon inattendue, que cette technique permet de façon très efficace, de retenir le cuivre en le concentrant à l'aide des membranes d'osmose inverse. L'osmose inverse donnant lieu à un rétentat dans lequel est retenu le cuivre et à un perméat représentant tout ce qui n'a pas été retenu, le rétentat subit en fait un certain nombre de cycles d'osmose inverse, ce qui a pour effet de le concentrer un peu plus à chaque cycle par élimination de l'eau. C'est ainsi que le rétentat peut être concentré cent fois par élimination de 99 % de l'eau. Il est à souligner que lorsque la microfiltration tangentielle est utilisée pour clarifier les résidus de deuxième distillation, les flux d'osmose inverse subséquents s'en trouvent considérablement améliorés. En effet, dans ce cas, plus de 98 % du cuivre contenu dans les résidus de deuxième distillation peuvent être retenus dans le rétentat par les membranes d'osmose inverse, et le perméat, qui représente tout ce qui n'a pas été retenu, contient alors moins de 0,5 mg/1 de cuivre. Les membranes d'osmose inverse utilisables dans le cadre de la présente invention sont des membranes présentant une porosité suffisamment faible pour pouvoir retenir le cuivre. C'est le cas notamment des membranes d'osmose inverse classiquement utilisées pour le dessalement des eaux. A titre d'exemple, on peut citer les membranes Filmtec de la société DOW (référence BW 30-330) dont le taux de rétention de cuivre reste supérieur à 98 %, quelles que soient les conditions de fonctionnement, mais l'invention ne se limite pas à ce type de membranes. Le cuivre se trouve ainsi sous forme concentrée dans le rétentat d'osmose, à une concentration qui dépend de la matière première à traiter mais qui par exemple dans le cas de Spent Lees de whisky titrant au départ 20 mg/l, présentera en fin de phase d'osmose inverse une teneur de l'ordre de 2 g/1. En ce qui concerne la récupération du cuivre à partir du rétentat, celleci peut être réalisée ultérieurement puisque les rétentats, en raison du faible volume qu'ils représentent peuvent être transportés avant traitement. Un moyen de réaliser la récupération du cuivre à partir des rétentats est l'utilisation de cellules d'électrolyse avec déposition de cuivre sous forme métal sur la cathode. L'invention ne se limite pas à la présente description et sera mieux comprise à la lumière de la figure et de l'exemple suivant. EXEMPLE 1050 1 de Spent Lees de whisky ont été traités par microfiltration sur membrane Techsep Kerasep présentant un seuil de coupure de 0,10 k. 1000 1 de perméat clarifié avec une concentration de 18 mg/l de cuivre ont été obtenus. Ce produit a ensuite été traité par osmose inverse sur membrane Filmtec BW 30-330 pour récupérer 14 1 d'un rétentat contenant 1,26 g/l de cuivre et 986 I d'un perméat contenant 0,3 mg/l de cuivre. Le tableau mentionne la teneur en cuivre du perméat en mg/l en fonction du facteur de concentration volumique pendant la phase de traitement en osmose inverse. TABLEAU Facteur de Concentration Volumique Cu2+ dans le perméat (mg/l) (FCV*) (instantané) 1,4 0,2 1,8 0,2 2,4 0,3 4,6 0,3 0,4 0,45 1,35 Perméat global moyen 0,3 mg/l % de Rétention (dans le rétentat) 98,30 % Volume de perméat + Volume de rétentat *FCV -------------------------------------- Volume de rétentat La figure représente l'évolution des quantités de cuivre recpectivement contenues dans le rétentat et le perméat pendant la phase de concentration des Spent Lees clarifiés dans le cadre de l'exemple. REVENDICATIONS 1/ Procédé de dépollution des résidus de deuxième distillation obtenus lors de l'élaboration d'un alcool par double distillation comprenant: - la clarification desdits résidus, - la concentration du cuivre contenu dans les résidus clarifiés, - la récupération du cuivre. 2/Procédé de dépollution selon la revendication 1, dans lequel la clarification des résidus est réalisée par microfiltration tangentielle. 3/ Procédé de dépollution selon la revendication 1 ou 2, dans lequel l'extraction du cuivre est réalisée par osmose inverse. 4/ Procédé de dépollution selon l'une des revendications i à 3, dans lequel la récupération du cuivre est réalisée par voie électrochimique.