Brevet FR3123656A1 — publié le 20221209

L’invention concerne l’utilisation d’une mélasse fermentée en tant qu’émulsifiant dans une émulsion. L’invention concerne également une émulsion comprenant un bitume et une mélasse fermentée. Figure pour l’abrégé : figure 7. Utilisation de mélasse fermentée comme émulsifiant Domaine de l’invention La présente invention concerne une nouvelle utilisation de la mélasse fermentée en tant qu’émulsifiant. Arrière-plan technique Les émulsions de bitume permettent de fluidifier un bitume trop épais pour pouvoir être coulé. Typiquement, ces émulsions sont constituées de bitume, d’eau à pH acide et de dérivés d’amine comme émulsifiant. Cependant, ces dérivés aminés présentent une forte toxicité pour l’environnement. La mélasse est un coproduit issu de la fabrication du sucre, classiquement à partir de la betterave et de la canne en sucrerie, ou des sucres roux en raffinerie. Le processus de fabrication du sucre, que celui-ci soit fait à partir de canne ou de betterave, aboutit après l’étape de cristallisation à l’obtention du sucre d’une part et de la mélasse d’autre part. Bien qu’utilisée pour en extraire la glycine bétaïne, qui, après estérification, est utilisée en tant qu’agent tensioactif, la mélasse de betterave est, comme la mélasse de canne, plus généralement employée pour l’alimentation animale, en mélange avec de la paille ou d’autres aliments cellulosiques, mais également comme liant dans les rations complètes animales, ou encore pour favoriser chez l’animal l’ingestion d’aliments peu appétibles. En alternative de l’alimentation animale, la mélasse est également utilisée par les industriels pour la production de produits dits « nobles » via des processus de fermentation. En effet, par l’intermédiaire des mécanismes de fermentation dont disposent certains micro-organismes, la mélasse peut servir de substrat et permet notamment l’obtention de levure boulangère, d’alcool éthylique, d’acides citrique et glutamique, de lysine ou encore d’antibiotiques. En contrepartie, l’utilisation de la mélasse via les processus de fermentation génère de grandes quantités de résidus liquides de fermentation. Ces résidus liquides de fermentation correspondent à la mélasse dite fermentée. Ayant été appauvrie en constituants par les micro-organismes, la mélasse fermentée est globalement considérée comme un résidu de fermentation présentant un faible intérêt, et se retrouve principalement valorisée dans le domaine de l’agriculture en tant qu’engrais d’épandage. D’autres utilisations ont été décrites. Le document WO 2019/106190 concerne l’utilisation de mélasse fermentée en tant qu’agent liant et/ou désintégrant dans une composition solide comprimée. Le document WO 02/063941 décrit une émulsion huile/eau dans laquelle la phase aqueuse comprend de l’eau et un sous-produit de l’agriculture ou de la fermentation, tel qu’une mélasse, une vinasse et/ou un sirop, et la phase huileuse contient de l’huile et des émulsifiants. Il existe un réel besoin de fournir des émulsifiants économiques et plus respectueux de l’environnement. L’invention concerne en premier lieu l’utilisation d’une mélasse fermentée en tant qu’émulsifiant dans une émulsion. Dans des modes de réalisation, l’émulsion est une émulsion huile dans l’eau. Dans des modes de réalisation, la mélasse fermentée est une mélasse fermentée de betterave et/ou une mélasse fermentée de canne. Dans des modes de réalisation, la mélasse fermentée est une mélasse fermentée de betterave. Dans des modes de réalisation, la mélasse fermentée est une mélasse fermentée déminéralisée. Dans des modes de réalisation, la mélasse fermentée est une mélasse fermentée dépotassifiée. Dans des modes de réalisation, la mélasse fermentée est présente dans l’émulsion en une quantité de 25 à 85 % en poids, de préférence de 25 à 60 % en poids, de préférence encore de 25 à 50 % en poids, plus préférentiellement de 30 à 40 % en poids, par rapport au poids total de l’émulsion. Dans des modes de réalisation, l’émulsion comprend une quantité de phase huileuse de 15 à 75 % en poids, de préférence de 40 à 75 % en poids, de préférence encore de 50 à 75 % en poids, plus préférentiellement de 60 à 70 % en poids, par rapport au poids total de l’émulsion. Dans des modes de réalisation, la mélasse fermentée comprend une teneur en matière sèche de 50 à 90 % en poids, de préférence de 55 à 65 % en poids. Dans des modes de réalisation, le pH de l’émulsion vaut de 2 à 11. Dans des modes de réalisation, l’émulsion est une émulsion de bitume ou de pétrole, de préférence l’émulsion est une émulsion de bitume. Dans des modes de réalisation, l’émulsion est à une température supérieure à 40°C. Dans des modes de réalisation, l’émulsion constitue, ou est présente dans, un produit alimentaire, un produit cosmétique, un produit phytosanitaire, un médicament, une peinture, un milieu de flottation, un détergent ou produit d’entretien, un milieu de réaction, tel qu’un milieu de polymérisation, un fluide de récupération assistée du pétrole, ou une colle. L’invention concerne aussi une émulsion, de préférence huile dans l’eau, comprenant un bitume et une mélasse fermentée. La présente invention permet de répondre au besoin exprimé ci-dessus. Elle fournit plus particulièrement un système ayant de bonnes propriétés émulsifiantes et permettant l’obtention d’émulsions stables, non toxique et respectueux de l’environnement tout en restant économique. En outre, l’invention permet de valoriser un sous-produit de la fermentation de mélasse. Cela est accompli grâce à l’utilisation de mélasse fermentée en tant qu’émulsifiant, pour préparer une émulsion. Il a été découvert de façon surprenante que la mélasse fermentée a intrinsèquement une tension interfaciale faible par rapport à l’eau et que, lorsqu’elle est mélangée avec une phase huileuse, elle est capable de former une émulsion, la mélasse fermentée jouant le rôle à la fois de la phase aqueuse et du tensioactif. Brève description des figures représente un cliché de microscopie optique de l’émulsion n°1 telle que décrite dans l’exemple 3. représente un cliché de microscopie optique de l’émulsion n°2 telle que décrite dans l’exemple 3. représente les courbes rhéologiques obtenues pour l’émulsion n°1 (courbe C), pour l’émulsion n°2 (courbe D) et pour le pétrole brut lourd pur (courbe gris clair A) par un rhéomètre en configuration plan-plan et la courbe rhéologique obtenue pour le pétrole brut lourd pur par un rhéomètre en configuration cône-plan (courbe gris foncé B), tel que cela est décrit dans l’exemple 3. L’axe des abscisses représente le taux de cisaillement appliqué (en s -1 ) selon une échelle logarithmique et l’axe des ordonnées représente la viscosité dynamique de la composition testée (en Pa.s) selon une échelle logarithmique. représente un cliché de microscopie optique de l’émulsion n°3 telle que décrite dans l’exemple 4. représente un cliché de microscopie optique de l’émulsion n°4 telle que décrite dans l’exemple 4. représente un cliché de microscopie optique de l’émulsion n°5 telle que décrite dans l’exemple 4. représente les courbes rhéologiques obtenues pour l’émulsion n°3 (courbe G), pour l’émulsion n°4 (courbe H), pour l’émulsion n°5 (courbe F) et pour le bitume pur (courbe E), tel que cela est décrit dans l’exemple 4. L’axe des abscisses représente le taux de cisaillement appliqué (en s -1 ) selon une échelle logarithmique et l’axe des ordonnées représente la viscosité dynamique de la composition testée (en Pa.s) selon une échelle logarithmique. représente les courbes rhéologiques obtenues pour l’émulsion n°6 (courbe J), et pour le bitume pur (courbe I), tel que cela est décrit dans l’exemple 5. L’axe des abscisses représente le taux de cisaillement appliqué (en s -1 ) selon une échelle logarithmique et l’axe des ordonnées représente la viscosité dynamique de la composition testée (en Pa.s) selon une échelle logarithmique. représente un cliché de microscopie optique de l’émulsion n°7 après sa préparation, tel que cela est décrit dans l’exemple 6. représente un cliché de microscopie optique de l’émulsion n°8 après sa préparation, tel que cela est décrit dans l’exemple 6. représente un cliché de microscopie optique de l’émulsion n°7 20 jours après sa préparation, tel que cela est décrit dans l’exemple 6. représente un cliché de microscopie optique de l’émulsion n°8 20 jours après sa préparation, tel que cela est décrit dans l’exemple 6. représente un cliché de microscopie optique de l’émulsion n°9 de pH 10 telle que décrite dans l’exemple 7. représente un cliché de microscopie optique de l’émulsion n°10 de pH 3 telle que décrite dans l’exemple 7. représente un cliché de microscopie optique de l’émulsion n°11 de pH 6 telle que décrite dans l’exemple 8. représente un cliché de microscopie optique de l’émulsion n°12 de pH 10 telle que décrite dans l’exemple 8. Utilisation d’une mélasse fermentée en tant qu’émulsifiant dans une émulsion. Utilisation selon la revendication 1, dans laquelle l’émulsion est une émulsion huile dans l’eau. Utilisation selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle la mélasse fermentée est une mélasse fermentée de betterave et/ou une mélasse fermentée de canne. Utilisation selon l’une des revendications 1 à 3, dans laquelle la mélasse fermentée est une mélasse fermentée de betterave. Utilisation selon l’une des revendications 1 à 4, dans laquelle la mélasse fermentée est une mélasse fermentée déminéralisée. Utilisation selon l’une des revendications 1 à 5, dans laquelle la mélasse fermentée est une mélasse fermentée dépotassifiée. Utilisation selon l’une des revendications 1 à 6, dans laquelle la mélasse fermentée est présente dans l’émulsion en une quantité de 25 à 85 % en poids, de préférence de 25 à 60 % en poids, de préférence encore de 25 à 50 % en poids, plus préférentiellement de 30 à 40 % en poids, par rapport au poids total de l’émulsion. Utilisation selon l’une des revendications 1 à 7, dans laquelle l’émulsion comprend une quantité de phase huileuse de 15 à 75 % en poids, de préférence de 40 à 75 % en poids, de préférence encore de 50 à 75 % en poids, plus préférentiellement de 60 à 70 % en poids, par rapport au poids total de l’émulsion. Utilisation selon l’une des revendications 1 à 8, dans laquelle la mélasse fermentée comprend une teneur en matière sèche de 50 à 90 % en poids, de préférence de 55 à 65 % en poids. Utilisation selon l’une des revendications 1 à 9, dans laquelle le pH de l’émulsion vaut de 2 à 11. Utilisation selon l’une des revendications 1 à 10, dans laquelle l’émulsion est une émulsion de bitume ou de pétrole, de préférence l’émulsion est une émulsion de bitume. Utilisation selon l’une des revendications 1 à 11, dans laquelle l’émulsion est à une température supérieure à 40°C. Utilisation selon l’une des revendications 1 à 12, dans laquelle l’émulsion constitue, ou est présente dans, un produit alimentaire, un produit cosmétique, un produit phytosanitaire, un médicament, une peinture, un milieu de flottation, un détergent ou produit d’entretien, un milieu de réaction, tel qu’un milieu de polymérisation, un fluide de récupération assistée du pétrole, ou une colle. Emulsion, de préférence huile dans l’eau, comprenant un bitume et une mélasse fermentée.