Brevet FR3086553A1 — publié le 20200403

Description Titre de l'invention : Procédé de nettoyage d'un support solide de réacteur fermentaire comprenant une mousse de polyuréthane contaminée Domaine technique 100011 La présente description concerne un procédé de nettoyage d'un support solide de réacteur fermentaire pour la production d'alcools par voie fermentaire à partir d'un fluide comprenant principalement du sucre (ou fluide sucré), le support solide étant inoculé par une souche solvantogène appartenant au genre Clostridium. Technique antérieure [0002] Afin de répondre aux enjeux de la transition énergétique, de nombreuses recherches sont menées pour développer des procédés dits « verts », permettant d'accéder à des intermédiaires chimiques d'une façon alternative au raffinage du pétrole et/ou à la pétrochimie. [0003] Les alcools issus de procédés fermentaires (e.g. isopropanol et n-butanol) sont parmi les substituts de dérivés pétrochimiques les plus prometteurs. La fermentation ABE (Acétone - Butanol - Ethanol), réalisée par des microorganismes appartenant au genre Clostridium, est une des plus anciennes fermentations à avoir été industrialisée (début du 20ème siècle) et a été depuis largement étudiée (Sauer M., 2016, FEMS Microbiol. Lett., Vol 363, N°13). Plus récemment, le développement d'outils génétiques dédiés à ces souches a permis de les modifier pour leur faire produire d'autres molécules chimiques d'intérêt. Un des exemples est l'intégration par génie génétique d'une structure génétique permettant la conversion de l'acétone en isopropanol (Collas et al., 2012, Appl. Microbiol. Biotechnol. Exp., Vol 2, N°45) et la production in fine d'un mélange Isopropanol/Butanol/Ethanol (IBE) à partir d'une souche initialement capable de faire de l'ABE (Collas et al. ; Dai et al., 2012, Biotechnol. Biofuels., Vol 5, N°44 ; Lee et al., 2012, Appl. Environ. Microbiol., Vol 78, p.1416-1423). 1-0004] Concernant le mode de conduite fermentaire employé dans ce type de procédé, la production en mode discontinu (« hatch » selon la terminologie anglo-saxonne) reste la méthode conventionnelle pour les fermentations ABE ou 1BE. De nombreux autres procédés, incluant Fed-batch, continus avec cellules en suspension dans un réacteur homogène peuvent également être envisagé. [0005] Dans le cas de la fermentation ABE ou IBE, la présence du n-hutanol même à de très faibles concentrations dans le milieu ( 50°C). [0081] Selon un ou plusieurs modes de réalisation, une étape de rinçage du support solide à l'eau froide est effectuée ou à température ambiante (e.g. 3-30°C), préférablement jusqu'à l'élimination de l'alcalinité, par exemple avec un contrôle du pH (c.g. papier pH). Selon un ou plusieurs modes de réalisation, on peut rincer le support solide directement avec une eau à la température égale à la température de fermentation (plus simple au niveau énergétique). Exemples [0082] Après 750 heures de fonctionnement d'un procédé de fermentation d'un fluide sucré, le réacteur fermentaire est vidé et le support solide contaminé (i.c., inoculé par une biomasse produite par une souche solvantogène appartenant au genre Clostriditn) est extrait. Dans cet exemple, on a mesuré plus de 150 g de biomasse par litre de mousse de polyuréthane. [0083] La mousse de polyuréthane est lavée à l'eau chaude à 60°C avec une action mécanique de compression répétée, dans 2 volumes d'eau pour 1 volume de mousse de polyuréthane. [0084] La mousse de polyuréthane est ensuite nettoyée avec une solution sodée (2%) à une température de 60°C, avec une action mécanique de compression répétée, dans 2 volumes d'eau pour 1 volume de mousse de polyuréthane. [0085] Enfin la mousse est rincée à l'eau chaude, puis à l'eau froide jusqu'à l'élimination de l'alcalinité, avec un contrôle à l'aide du papier pH. [0086] L'efficacité de l'élimination de la biomasse bactérienne est de 97-99%. Elle a été dé- terminée par la mesure de la matière en suspension (i.e., « MS » ou masse sèche de façon usuelle, selon que l'on parle d'un liquide ou d'un solide humide) à la fin du lavage. La mousse de polyuréthane est donc pratiquement entièrement débarrassée de la charge bactérienne. La mousse de polyuréthane n'est pas déchirée (résistance mécanique) et apparait parfaitement conforme à la mousse native. [0087] Lcs performances d'une mousse de polyuréthane lavée ont été mesurées dans un essai en colonne et comparées à celles de la mousse de polyuréthane. Il n'y a pas de véritable différence entre les deux essais, REVENDICATIONS1. Procédé de nettoyage d'un support solide de réacteur fermentaire (3) pour la production d'alcools par voie fermentaire à partir d'un fluide sucré (2), le support solide comprenant une mousse de polyuréthane inoculée par une biomasse produite par une souche solvantogéne appartenant au genre Ciostridium, le procédé comprenant la mise en contact du support solide avec un fluide issu du moût fermentaire enrichi en alcool ou acétone ou une solution aqueuse à pH basique. 2. Procédé scion la revendication 1, dans lequel le fluide issu du moût ferment air comprend au moins un composé choisi parmi du butanol, de l'isopropanol et de l'éthanol. 3. Procédé selon la revendication 2, dans lequel le fluide issu du moût fermentaire comprend du butanol. 4. Procédé selon la revendication 2 ou la revendication 3, dans iequei le fluide issu du moût fermentaire comprend au moins 10 g/ du composé. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le fluide issu du moût fermentaire comprend au moins un élément du groupe consistant en une source de butanol, un effluent de tête de colonne à bière (18), un reflux de colonne à bière (21), un distillat de colonne à bière (22), un mélange de tête de colonne isopropanol - éthanol - eau (27), une source d'isopropanol, un effluent de fond de colonne isopropanol - éthanol - eau (28), et une source d'acétone. 6. Procédé selon la revendication 5, dans iequei la source de butanol comprend au moins 90°/o poids de butanol. 7. Procédé selon la revendication 5, dans lequel l'effluent de tête de la colonne à bière (18) comprend au moins 7% poids d'isopropanol ou au moins 10% poids de butanol. 8. Procédé selon la revendication 5, dans lequel le reflux de colonne à bière (21) comprend au moins 70% poids d'eau ou au moins 5% poids d'isopropanol ou au moins 5% poids de butanol ou au moins 0,1% poids d'éthanol. 19 9. Procédé selon la revendication 5, dans lequel le distillat de colonne à bière (22) comprend au plus 30% poids d'eau ou au moins 10% poids d'isopropanol ou au moins 15% poids de butanol ou au moins 0.1% poids d'éthanol. 5 10. Procédé selon la revendication 5, dans lequel le mélange de tête de colonne isopropanol - éthanol - eau (27) comprend au plus 15% poids d'eau ou au moins 75% poids d'isopropanol ou au moins 0.05% poids d'éthanol. 11. Procédé selon la revendication 5, dans lequel la source d'isopropanol comprend au 10 moins 99% poids d'isopropanol. 12. Procédé selon la revendication 5, dans lequel l'effluent de fond de colonne isopropanoi - éthanol - eau (28) comprend au plus 40% poids d'eau ou au moins 40% poids de butano-. ou au moins 0.05% poids d'éthanol. 15 13. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes; dans lequel le fluide issu du moût fermentaire est enrichi avec de la soude. 14. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la 20 solution aqueuse à pH basique est une solution sodée comprenant au moins 0,5% poids de soude. 15. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la mousse de polyuréthane est pressée par une action mécanique de compression répétée, 25 pendant la mise en contact.