Brevet FR3127573A1 — publié le 20230331

La présente divulgation porte sur un procédé de qualification de mélasse à partir d’une mesure optique, le procédé peut comprendre: - à partir de spectres optiques de référence d’échantillons de mélasses distinctes, associées à des qualités de mélasse respectives, connues, construire par apprentissage automatique un modèle statistique de qualités de mélasse en fonction d’au moins une caractéristique spectrale des spectres de référence, et - pour un spectre optique courant d’un échantillon d’une mélasse courante, à partir du modèle statistique, identifier l’au moins une caractéristique spectrale du spectre optique courant et déterminer une qualité de la mélasse courante, la qualité de mélasse courante étant relative à au moins une performance de levure obtenue lorsque la levure est alimentée avec ladite mélasse courante. Figure de l’abrégé : Figure 2 Méthode pour déterminer une qualité d’une mélasse utilisée dans la production d’une levure La présente divulgation relève du domaine de la production de levure, et plus particulièrement, elle concerne une méthode pour déterminer une qualité d’une mélasse utilisée comme source de nutriments dans la production d’une levure, cette qualité de mélasse étant relative à une ou plusieurs performances de la levure produite. Le terme « levure », au singulier ou au pluriel, est un terme générique désignant des microorganismes eucaryotes aptes à provoquer une fermentation de matières organiques. Les levures sont couramment utilisées, que ce soit chez les particuliers ou dans l’industrie agroalimentaire ou pharmaceutique. Par exemple, elles peuvent être employées dans la fabrication du vin, de la bière, ou encore de pâtes levées (e.g., pains). Parmi les levures, on citera de façon non exhaustive les genres Saccharomyces, Candida, Pichia, Kluyveromyces . L'expression « souche de levure » désigne une population relativement homogène de cellules de levure. Une souche de levure est obtenue à partir de l'isolement d'un clone. Un clone donne naissance à une population de cellules obtenue à partir d'une seule cellule de levure. Une levure est généralement produite à partir de la multiplication d’une souche cultivée dans un milieu comprenant un ensemble de matières premières. En milieu industriel, à partir d’une quantité de départ donnée de levure, il est possible d’en produire plusieurs tonnes en sortie. Les matières premières généralement utilisées pour alimenter une production de levure sont un ensemble de nutriments et une source de sucre(s), qui peut être un sirop de sucre, de la mélasse, un mélange de sirops de sucre et/ou de mélasses. La mélasse est une matière première issue des industries sucrières et elle peut se distinguer suivant deux types de mélasse, la mélasse de betterave ou la mélasse de canne. Les nutriments peuvent être des sources d’azote, de phosphore, de minéraux, d’oligoéléments (e.g., Fe, Zn, etc.), de vitamines (e.g., B, C, etc.), d’eau, ou encore d’air. Lors de la production de levure, plusieurs facteurs peuvent impacter le rendement ou la qualité de la levure produite. Ces facteurs peuvent être la qualité de la mélasse utilisée ainsi que les différentes proportions de nutriments apportés à la levure. En fonction d’une qualité de mélasse donnée ou d’autres facteurs ou d’un ensemble de facteurs incluant la qualité de la mélasse, il est possible d’ajuster les schémas de production comme par exemple les quantités respectives de chaque nutriment de manière à optimiser le rendement de production et/ou la qualité de la levure en sortie. Actuellement, la qualité d’une mélasse n’ayant pas encore servi en production ainsi que la qualité de la levure produite à partir de cette mélasse peuvent être déterminées seulement après soit une première production de levure suivie de protocoles de qualification de la levure produite, soit une série de tests miniaturisés en laboratoire permettant d’estimer grossièrement la qualité et d’écarter les qualités atypiques de mélasse. En effet, la qualité d’une mélasse inconnue ou la compensation d’une mélasse connue mais de mauvaise qualité par ajustement des schémas de production ne peuvent se faire qu’après une qualification de la levure obtenue à partir de cette qualité de mélasse. En sachant qu’une première production peut correspondre à plusieurs centaines de tonnes de levure produites et peut avoir nécessité la mise en fonctionnement de plusieurs sites de production, l’obtention d’un mauvais rendement de production ou d’une levure de mauvaise qualité peut représenter une perte significative pour un industriel. En parallèle, l’organisation de la production des mélasses en « campagnes sucrières » entraîne le fait que la qualité des mélasses reçues dans le temps est susceptible de variations sensibles, et qu’il n’est pas possible d’anticiper l’impact de ces variations. Ces variations de qualité et leur impact sur la qualité de la levure sont d’autant moins faciles à anticiper que les mélasses sont stockées dans des cuves pouvant contenir des quantités utilisables pendant plusieurs semaines de production, ce qui rend encore plus difficile la détection d’un lot de mélasse à la qualité atypique qui aurait été transféré dans la cuve de stockage. Il existe donc un besoin pour déterminer la qualité d’une mélasse avant son utilisation dans une production de levure de manière à éviter la production d’une levure présentant une qualité ou/et des performances non conformes (e.g. à un cahier des charges). La présente divulgation vient améliorer la situation. Il est ainsi proposé un procédé de qualification de mélasse à partir d’une mesure optique, le procédé pouvant comprendre : - à partir de spectres optiques de référence d’échantillons de mélasses distinctes, associées à des qualités de mélasse respectives, connues, construire par apprentissage automatique un modèle statistique de qualités de mélasse en fonction d’au moins une caractéristique spectrale des spectres de référence, et - pour un spectre optique courant d’un échantillon d’une mélasse courante, à partir du modèle statistique, identifier ladite au moins une caractéristique spectrale du spectre optique courant et déterminer une qualité de la mélasse courante, ladite qualité de mélasse courante étant relative à au moins une performance de levure obtenue lorsque ladite levure est alimentée avec ladite mélasse courante. De manière avantageuse, il est ainsi possible de déterminer la qualité d’une mélasse inconnue à partir de son spectre optique, et d’en déduire au moins une performance de levure de la levure produite à partir de cette mélasse inconnue pour des conditions de production (e.g. température et pression dans le fermenteur) et une souche de levure déterminées. Ainsi, avantageusement, une mélasse ne présentant pas la qualité requise pour permettre l’obtention d’une levure ayant une ou plusieurs performances cibles peut être écartée avant toute utilisation en production. Selon un autre avantage, à partir de la qualité de mélasse déterminée, il est possible d’adapter les schémas de production comme par exemple en en ajustant les proportions de nutriments nécessaires afin de corriger une mélasse de mauvaise qualité de manière à permettre la ou les performances cibles. En outre, en fonction du degré de mauvaise qualité d’une mélasse, il peut être possible de corriger cette qualité en mélangeant la mélasse avec des mélasses de qualités différentes. Les caractéristiques exposées dans les paragraphes suivants peuvent, optionnellement, être mises en œuvre. Elles peuvent être mises en œuvre indépendamment les unes des autres ou en combinaison les unes avec les autres. Selon un ou plusieurs modes de réalisations, ladite au moins une performance est basée sur au moins un critère choisi parmi : - une capacité de multiplication de la levure alimentée par ladite mélasse courante, - une capacité de levée de pain, - une capacité à se conserver, - une capacité à être séchée, - une capacité à fixer des éléments structurels, - une capacité à assimiler les nutriments, - une capacité à s’adapter à des stress. Par capacité de multiplication de la levure alimentée par ladite mélasse courante, il peut être entendu un rendement de production par unité de masse de mélasse courante mise en œuvre ou un ratio quantité de levure produite par quantité de sucre engagée dans le procédé de production. Par éléments structurels, il peut être entendu des éléments tels que l’azote, le phosphore, le carbone, l’hydrogène, l’oxygène ou encore le souffre. Dans un ou plusieurs modes de réalisation, la qualité de la mélasse courante déterminée par ledit modèle statistique est définie par au moins un score de qualité de mélasse, ledit au moins un score de qualité de mélasse étant relatif à ladite au moins une performance. Dans un ou plusieurs modes de réalisation, plutôt que l’utilisation d’un score ou en combinaison avec un score, la qualité de la mélasse courante déterminée par ledit modèle statistique peut être définie par une classe telle que bonne, mauvaise, moyenne, très bonne, feu vert pour utiliser cette mélasse courante, feu rouge pour rejeter, ou modifier cette mélasse courante, etc., la classe étant relative à au moins une performance de la levure obtenue lorsqu’elle est alimentée avec cette mélasse courante. Dans un ou plusieurs modes de réalisation, le procédé peut comprendre en outre : - illuminer un échantillon de mélasse par un premier signal lumineux émis interagissant avec l’échantillon, et collecter un deuxième signal lumineux , résultant de l’interaction entre le premier signal lumineux et l’échantillon courant ; et - mesurer le deuxième signal lumineux, dans des bandes de fréquences choisies, pour établir un spectre optique représentatif d’une signature chimique de l’échantillon courant de mélasse. Dans un ou plusieurs modes de réalisation, le spectre optique établi et les spectres optiques de référence peuvent être mesurés dans des conditions similaires d’illumination et de mesure de signaux lumineux. Ainsi par exemple, dans un mode de réalisation, le modèle statistique peut être déterminé par la mise en œuvre d’un apprentissage automatique, par exemple à partir d’une forêt aléatoire pour parvenir à un ensemble d’arbres de décision définissant le modèle statistique. Dans un ou plusieurs modes de réalisation, le spectre optique peut comprendre un ensemble de nombre d’ondes, un ou plusieurs nombres d’ondes de l’ensemble de nombres de d’onde étant représentatifs d’un composé chimique de la mélasse. Selon un ou plusieurs modes de réalisation, la mélasse peut comporter des composés parmi au moins un sucre, un minéral, une vitamine, et le spectre optique comporte une pluralité de nombres d’onde, et dans lequel au moins un nombre d’onde caractérise la présence d’un desdits composés. Selon un ou plusieurs modes de réalisation, ladite au moins une caractéristique spectrale peut être déterminée selon au moins un critère choisi parmi une présence ou une absence d’un nombre d’onde prédéfini, une position d’un nombre prédéfini, une valeur d’intensité d’un nombre d’onde prédéfini, un dépassement de seuil d’une amplitude d’un nombre d’onde prédéfini, une valeur maximale ou minimale d’intensité d’un nombre d’onde prédéfini, un écart d’intensité entre deux nombres d’onde prédéfini, une intensité d’un nombre d’onde prédéfini comprise entre deux valeurs d’intensité prédéterminées, ou encore des combinaisons simples ou complexes des caractéristiques spectrales précitées. Dans un ou plusieurs modes de réalisations, ladite au moins une caractéristique spectrale peut être déterminée selon au moins un critère choisi parmi une présence ou une absence d’une raie prédéfinie, une position d’une raie prédéfinie, une valeur d’amplitude de raie prédéfinie, un dépassement de seuil d’une amplitude de raie prédéfinie, une valeur maximale ou minimale d’amplitude de raie prédéfinie, un écart d’amplitude entre deux raies prédéfinies, une amplitude d’une raie comprise entre deux valeurs d’amplitude prédéterminées, ou encore des combinaisons simples ou complexes des caractéristiques spectrales précitées. Selon un ou plusieurs modes de réalisation, la mesure optique peut être réalisée par au moins une technique parmi une spectroscopie RAMAN, une spectroscopie IR, ou une spectroscopie THZ. Selon un ou plusieurs modes de réalisation, la plage de valeurs des spectres optiques de références peut être comprise entre 1 cm -1 et 2500 cm -1 . Selon un ou plusieurs modes de réalisation, la plage de valeurs des spectres optiques de références peut être comprise entre 436 cm -1 et 1700 cm -1 . Selon un ou plusieurs modes de réalisation, la mélasse est une mélasse de canne ou une mélasse de betterave ou un mélange des deux, ou un mélange de produits sucriers tels qu’une mélasse et un sirop de sucre, ou un mélange de produits dont un des composants est la mélasse. La présente divulgation porte aussi sur un programme d’ordinateur comprenant des instructions de code de programme pour l’exécution du procédé de la présente divulgation lorsque le programme peut être exécuté sur un ordinateur. La présente divulgation concerne aussi un support d’enregistrement non transitoire lisible par un ordinateur sur lequel est enregistré un programme pour la mise en œuvre du procédé de la présente divulgation lorsque ce programme est exécuté par un processeur. La présente divulgation porte aussi sur un procédé de production de levures par fermentation pouvant comprendre : - déterminer une qualité de mélasse respective pour chaque mélasse d’une pluralité de mélasses fournies en entrée de la réaction de fermentation selon le procédé de qualification de mélasse décrit dans la présente divulgation, et - alimenter la réaction de fermentation avec chaque mélasse de la pluralité de mélasses dont la qualité de mélasse respective est supérieure à une qualité prédéterminée, et pour toute ou partie des mélasses présentant une qualité de mélasse inférieure à la qualité prédéterminée, alimenter la réaction de fermentation après modification de la mélasse, ou/et rejeter la mélasse. Par modification de la mélasse, dans un ou plusieurs modes de réalisation, on peut envisager au moins une modification choisie parmi: - mélanger la mélasse présentant une qualité de mélasse inférieure à la qualité prédéterminée, avec une autre mélasse présentant une qualité de mélasse distincte, et de sorte que le mélange de mélasses présente une qualité de mélasse supérieure à la qualité prédéterminée, - ajouter un ou plusieurs adjuvants de sorte que la mélasse améliorée par les adjuvants présente une qualité de mélasse supérieure à la qualité prédéterminée. La qualité de mélasse respective de chaque mélasse de la pluralité de mélasses et qui est relative à au moins une performance de levure obtenue peut être déterminée pour des conditions de fermentations identiques (e.g. température et pression du fermenteur, type de fermenteur, etc.) et pour une même souche de levure. D’autres caractéristiques, détails et avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après, et à l’analyse des dessins annexés, sur lesquels : Fig. 1 décrit de manière schématique, dans un ou plusieurs modes de réalisation, un exemple de spectre optique d’une mélasse. Fig. 2 illustre un, procédé pour déterminer une qualité d’une mélasse à partir d’une mesure optique dans un ou plusieurs modes de réalisation. Fig. 3 illustre un exemple d’application du modèle statistique obtenu selon la méthode de la présente divulgation sur des spectres de mélasses inconnues. Fig. 4a illustre le principe de forêt aléatoire pour un modèle statistique dans un ou plusieurs modes de réalisation. Fig. 4b illustre, le principe de forêt aléatoire pour un modèle statistique dans un ou plusieurs modes de réalisation. Fig. 5 présente différents spectres de mélasses de canne de qualité connue obtenus par spectroscopie RAMAN. Fig. 6 présente un dispositif pour mettre en œuvre le procédé de la présente divulgation selon un ou plusieurs modes de réalisation. Procédé de qualification de mélasse à partir d’une mesure optique, le procédé étant mis en œuvre par ordinateur et comprenant : - à partir de spectres optiques de référence d’échantillons de mélasses distinctes, associées à des qualités de mélasse respectives, connues, construire par apprentissage automatique un modèle statistique de qualités de mélasse en fonction d’au moins une caractéristique spectrale des spectres de référence, et - pour un spectre optique courant d’un échantillon d’une mélasse courante, à partir du modèle statistique, identifier ladite au moins une caractéristique spectrale du spectre optique courant et déterminer une qualité de la mélasse courante, ladite qualité de mélasse courante étant relative à au moins une performance de levure obtenue lorsque ladite levure est alimentée avec ladite mélasse courante. Procédé selon la revendication 1, dans lequel ladite au moins une performance est basée sur au moins un critère choisi parmi : - une capacité de multiplication de la levure alimentée par ladite mélasse courante, - une capacité de levée de pain, - une capacité à se conserver, - une capacité à être séchée, - une capacité à fixer des éléments structurels, - une capacité à assimiler les nutriments, - une capacité à s’adapter à des stress. Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2, dans lequel la qualité de la mélasse courante déterminée par ledit modèle statistique est définie par au moins un score de qualité de mélasse, ledit au moins un score de qualité de mélasse étant relatif à ladite au moins une performance. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant : - illuminer un échantillon de mélasse par un premier signal lumineux émis interagissant avec l’échantillon, et collecter un deuxième signal lumineux , résultant de l’interaction entre le premier signal lumineux et l’échantillon courant ; et - mesurer le deuxième signal lumineux, dans des bandes de fréquences choisies, pour établir un spectre optique représentatif d’une signature chimique de l’échantillon courant de mélasse. Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le spectre optique comprend un ensemble de nombre d’ondes, un ou plusieurs nombres d’ondes de l’ensemble de nombres de d’onde étant représentatifs d’un composé chimique de la mélasse. Procédé selon la revendication 5, dans lequel la mélasse comporte des composés parmi au moins un sucre, un minéral, une vitamine, et le spectre optique comporte une pluralité de nombres d’onde, et dans lequel au moins un nombre d’onde caractérise la présence d’un desdits composés. Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel ladite au moins une caractéristique spectrale est déterminée selon au moins un critère choisi parmi une présence ou une absence d’un nombre d’onde prédéfini, une position d’un nombre prédéfini, une valeur d’intensité d’un nombre d’onde prédéfini, un dépassement de seuil d’une amplitude d’un nombre d’onde prédéfini, une valeur maximale ou minimale d’intensité d’un nombre d’onde prédéfini, un écart d’intensité entre deux nombres d’onde prédéfini, une intensité d’un nombre d’onde prédéfini comprise entre deux valeurs d’intensité prédéterminées, ou encore des combinaisons simples ou complexes des caractéristiques spectrales précitées. Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la mesure optique est réalisée par au moins une technique parmi une spectroscopie RAMAN, une spectroscopie IR, ou une spectroscopie THZ. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la plage de valeurs des spectres optiques de références est comprise entre 1 cm -1 et 2500 cm -1 . Procédé selon la revendication 9, dans lequel la plage de valeurs des spectres optiques de références est comprise entre 436 cm -1 et 1700 cm -1 . Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la mélasse est une mélasse de canne ou une mélasse de betterave ou un mélange des deux, ou un mélange de produits sucriers tels qu’une mélasse et un sirop de sucre, ou un mélange de produits dont un des composants est la mélasse. Programme d’ordinateur comprenant des instructions de code de programme pour l’exécution du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 11 lorsque ledit programme est exécuté sur un ordinateur. Support d’enregistrement non transitoire lisible par un ordinateur sur lequel est enregistré un programme pour la mise en œuvre du procédé selon l’une des revendications 1 à 11 lorsque ce programme est exécuté par un processeur. Procédé de production de levures par fermentation comprenant : - déterminer une qualité de mélasse respective pour chaque mélasse d’une pluralité de mélasses fournies en entrée de la réaction de fermentation selon le procédé de qualification de l’une quelconque des revendications 1-11, et - alimenter la réaction de fermentation avec chaque mélasse de la pluralité de mélasses dont la qualité de mélasse respective est supérieure à une qualité prédéterminée, et pour toute ou partie des mélasses présentant une qualité de mélasse inférieure à la qualité prédéterminée, alimenter la réaction de fermentation après modification de la mélasse, ou/et rejeter la mélasse. Procédé selon la revendication 14 dans lequel ladite modification de la mélasse comprend au moins une modification choisie parmi: - mélanger la mélasse présentant une qualité de mélasse inférieure à la qualité prédéterminée, avec une autre mélasse présentant une qualité de mélasse distincte, et de sorte que le mélange de mélasses présente une qualité de mélasse supérieure à la qualité prédéterminée, - ajouter un ou plusieurs adjuvants de sorte que la mélasse améliorée par les adjuvants présente une qualité de mélasse supérieure à la qualité prédéterminée.