INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Le polymère anionique est présent dans la phase aqueuse de la présente invention. Par conséquent, le polymère anionique ici peut être soluble dans l'eau et hydrophile. Au sens de la présente invention, l’expression « hydrophile » signifie ici qu'une matière est soluble dans l’eau à une concentration de 1 % en poids ou plus par rapport au poids total de l’eau à température ambiante (25 °C) et à pression atmosphérique (10 5 Pa).
Un polymère anionique a une densité de charge positive. La densité de charge du polymère anionique peut être de 0,1 meq/g à 20 meq/g, de préférence de 1 à 15 meq/g et, mieux encore, de 4 à 10 meq/g si le polymère anionique est un polymère anionique synthétique, et le degré moyen de substitution du polymère anionique peut être de 0,1 à 3,0, de préférence de 0,2 à 2,7 et, mieux encore, de 0,3 à 2,5 si le polymère anionique est un polymère anionique naturel.
Il peut être préférable que le poids moléculaire du polymère anionique soit supérieur ou égal à 1.000, de préférence supérieur ou égal à 5.000, encore plus préférentiellement, égal ou supérieur à 10.000, encore plus préférentiellement supérieur ou égal à 15.000, et en particulier supérieur ou égal à 20.000 ; et/ou soit inférieur ou égal à 1.000.000, de préférence inférieur ou égal à 500.000, plus préférentiellement supérieur ou égal à 200.000, et encore plus préférentiellement inférieur ou égal à 100.000, et en particulier de 50.000 ou moins.
Il est préférable que le poids moléculaire du polymère anionique soit de 1 000 ou plus, de préférence de 3 000 ou plus, et/ou de 1 000 000 ou moins, de préférence de 500 000 ou moins, plus préférentiellement de 200 000 ou moins, et encore plus préférentiellement de 100 000 ou moins, en particulier de 50 000 ou moins.
Dans un mode de réalisation préféré, le poids moléculaire du polymère anionique va de 1 000 à 1 000 000, de préférence de 2 000 à 500 000, encore plus préférentiellement de 3 000 à 50 000.
Le polymère anionique peut avoir au moins une fraction chargeable négativement et/ou chargée négativement choisie dans le groupe composé d’un groupe sulfurique, d’un groupe sulfate, d’un groupe sulfonique, d’un groupe sulfonate, d’un groupe phosphorique, d’un groupe phosphate, d’un groupe phosphonique, d’un groupe phosphonate, d’un groupe carboxylique et d’un groupe carboxylate.
Ladite extrémité de l’élément de refroidissement peut être située axialement au niveau de ou au-delà de ladite extrémité correspondante du stator, à une deuxième température, supérieure à la première température.
La distance axiale entre ladite extrémité de l’élément de refroidissement et ladite extrémité correspondante du stator, à ladite deuxième température, peut être limitée, par exemple inférieure à 1 mm. Ainsi, on garantit que la dilatation axiale de l’élément de refroidissement au-delà du stator reste maîtrisée, de façon à éviter par exemple toute interaction non souhaitée avec des éléments environnants.
L’extrémité axiale opposée de l’élément de refroidissement peut être apte à venir en appui sur un flasque solidaire axialement du stator et/ou du carter, de façon à empêcher le déplacement de ladite extrémité axiale opposée au-delà de l’extrémité correspondante du stator. Une telle caractéristique permet de limiter la dilatation axiale de l’élément de refroidissement dans un seul sens.
Il peut être préférable que le polymère anionique soit choisi dans le groupe constitué de polysaccharides tels que l’acide alginique, l’acide hyaluronique et les polymères de cellulose (par exemple, carboxyméthylcellulose), de (co)polyacides aminés anioniques tels que les (co)polyacides glutamiques, les (co)polyacides (méth)acryliques, les (co)polyacides amiques, le (co)polystyrène sulfonate, le (co)poly(sulfate de vinyle), le sulfate de dextrane, le sulfate de chondroïtine, les (co)polyacides maléiques, les (co)polyacides fumariques, les (co)polymères d'acide maléique et leurs sels.
Le matériau élastomère peut être formulé de façon à présenter une conductivité thermique λ > 1 W.m-1.K-1.
Comme illustré aux figures 4 et 5, l’élément de refroidissement 11 peut également comporter des éléments de renforcement 25 allongés, par exemple des fils, qui sont noyés et solidaires de la matrice élastomère.
Les fils peuvent être, au moins en partie, des fils textiles, par exemple en polyamide ou en polyester. Les fils peuvent également être, au moins en partie, des fils métalliques, par exemple en acier inoxydable ou en cuivre.
Les éléments de renforcement 25 peuvent être régulièrement répartis sur la circonférence, au moins une partie des éléments de renforcement 25 s’étendant chacun selon une trajectoire en spirale autour de la chemise, la projection de la trajectoire en spirale de chaque élément de renforcement sur un plan parallèle à l’axe ( ) formant un angle α avec ledit axe, l’angle α étant compris entre 46 et 54°.
Le coefficient de dilatation thermique du corps 4 est plus faible que le coefficient de dilatation thermique de l’élément de refroidissement 11. Afin de garantir le contact et l’étanchéité entre le corps 4 et l’élément de refroidissement 11, ce dernier est monté de façon précontrainte ou serré sur le corps 4.
Comme indiqué précédemment, le montage précontraint, ou montage serré, signifie que le diamètre de l’élément de refroidissement 11 au repos, c’est-à-dire non monté autour du corps 4 est inférieur au diamètre de l’élément de refroidissement 11 dans son état monté autour du corps 4.
Par ailleurs, le carter annulaire 3 peut présenter un coefficient de dilatation thermique qui est supérieur ou égal au coefficient de dilatation thermique du corps 4 et qui est inférieur au coefficient de dilatation thermique de l’élément de refroidissement 11.
Un jeu annulaire radial j ( ) compris par exemple entre 1 et 10 mm, peut être formé entre l’élément de refroidissement 11 et le carter 3, à une première température, par exemple 20°C. Ce jeu j est apte à être comblé par dilatation différentielle entre l’élément de refroidissement 11 et le carter 3, à partir d’une seconde température, par exemple 90°C.
Bien entendu, il est possible d’adapter la machine électrique 1 de façon à ce que la seconde température soit différente de 90°C, par exemple comprise entre 70 et 110°C.
Par ailleurs, l’élément de refroidissement 11 comporte une première extrémité axiale 26 et une seconde extrémité axiale 27.
Comme illustré à la , la première extrémité axiale 26 peut être située axialement en retrait par rapport à l’extrémité correspondante du stator 2, à la première température.
Le terme en retrait signifie que ladite extrémité 26 de l’élément de refroidissement 11 ne dépasse pas axialement le stator. Un tel retrait r est par exemple compris entre 0 et 3 mm.
La seconde extrémité axiale 27 de l’élément de refroidissement 1 peut être apte à venir en appui sur un flasque 28 solidaire axialement du stator 2 et/ou du carter 3, de façon à empêcher le déplacement de ladite extrémité 27 axiale opposée au-delà de l’extrémité correspondante du stator 2.
La surface radialement externe 29 de l’élément de refroidissement 11 peut comporter au moins une zone texturée comportant des parties en creux et/ou des parties saillies, destinée à venir en appui sur le carter 3.
Les composés amphiphiles monohydriques non ioniques ou les amines grasses primaires ou secondaires utilisées pour produire le monomère non ionique (c) sont bien connus. Les composés amphiphiles monohydriques non ioniques sont généralement des composés hydrophobes alcoxylés comprenant un oxyde d’alkylène formant la partie hydrophile de la molécule. Les composés hydrophobes sont généralement composés d’un alcool aliphatique ou d’un alkylphénol, dans les composés desquels une chaîne carbonée comprenant au moins six atomes de carbone constitue la partie hydrophobe du composé amphiphile.
Aire totale AGV Aire totale impuretés Ratio Traité selon l’invention (solution 3T) 54639725 4055293 7% Non traité (solution 3ST) 57662836 23663522 29%
On constate que les impuretés représentent moins de 10% dans les solutions selon l’invention, alors qu’elles représentent plus de 29% sans traitement dans le cas de déchets alimentaires, et plus de 52% sans traitement dans le cas de marc de raisin.
Ainsi les AGV représentent au moins 90% des molécules présentes dans la solution selon l’invention.
Influence du pH sur le procédé de traitement selon l’invention et sur la solution d’AGV obtenue.
Par ailleurs des essais comparatifs ont été menés en faisant varier, avant filtration au charbon actif selon l’invention, le pH du mélange obtenu par digestion anaérobie de marc de raisin par mise en œuvre des procédés des exemples 1 et 4. 3 valeurs de pH sont testées et les résultats obtenus sont comparés à ceux du mélange avant filtration.
les solutions d’AGV ont été analysées par HPLC dans les conditions suivantes : - HPLC : modèle Chromaster Hitachi (VWR) - Colonne : Hi-Plex H - Conditions : 60°C - flow de 0,2 mL d’eau qualité LC contenant 0,005M d’H2SO4
Les calculs suivants ont ensuite été réalisés à partir des résultats HPLC obtenus (les aires sont les aires sur les chromatogrammes) : - élimination des impuretés : 1- (Aire impuretés après) / (Aire impuretés avant) - perte des AGV : 1- (Aire AGV après) / (Aire AGV avant).
Avant traitement pH 2 pH 7 pH 12 Aire AGV totale 46747458 31995693 44748152 43281074 Aire impuretés 32163171 4093371 4865524 6851552 Elimination impuretés / 87 % 85 % 79 % Perte AGV / 32 % 4 % 7 %
On constate que le procédé selon l’invention permet d’éliminer une très grande partie des impuretés présentes dans le mélange avant filtration. On constate également qu’avec un pH acide (pH2), la filtration au charbon actif entraîne une importe perte des AGV présents dans le mélange avant filtration, alors qu’avec un pH supérieur ou égal à 6, la quasi-totalité des AGV présents dans le mélange avant filtration se retrouve dans les solutions d’AGV selon l’invention.
Intérêt de la solution d’AGV selon l’invention pour la croissance bactérienne
La (solution T1 et solution ST1) et la (solution T2 et solution ST2) comparent le suivi de la densité optique après ensemencement d'un microorganisme halophile (Haloferax mediterranei) d’une solution traitée selon l’invention et d’une solution non traitée. On constate que la croissance des bactéries est beaucoup plus rapide avec la solution traitée selon l’invention.
Influence de l’invention sur les PHBV obtenus
Le procédé de l’exemple 5 est ensuite mis en œuvre sur les solutions d’AGV précédemment observées (sur solution d’AGV traitée selon l’invention et sur solution d’AGV non traitée).
Les figures 4a (PHBV obtenus à partir de la solution T1) et 8a (PHBV obtenus à partir de la solution T2) comparent le spectre infrarouge des PHBV obtenus selon l’invention comparés à ceux de PHBV de référence. On observe un spectre très proche des PHBV de référence pour les PHBV obtenus selon l’invention.
Par ailleurs, la pureté des PHBV obtenus a été mesurée par méthanolyse du PHBV (CHCl 3 - MeOH H 2 SO 4 3%v/v) à 100°C pendant 5h et analyse GC avec étalon interne (benzoate de méthyle). La pureté des PHBV obtenus selon l’invention à partir des solutions d’AGV de ces exemples est d’au moins 90%.
Selon un mode de réalisation particulier, la solution d’AGV selon l’invention comprend (pourcentages donnés en %massique) : - Acétique : entre 30 et 90%, préférentiellement entre 40 et 80% - Propionique : entre 10 et 70% préférentiellement entre 20 et 50% - Butyrique : entre 0 et 30%, préférentiellement entre 0 et 10%.
La solution d’AGV selon l’invention comprend préférentiellement au moins 5% de NaCl (en poids / volume de la solution d’AGV), préférentiellement entre 5 et 30%.
La solution d’AGV selon l’invention présente préférentiellement un pH supérieur ou égal à 6, notamment un pH supérieur ou égal à 6,8, préférentiellement supérieur ou égal à 7. Il peut être compris notamment entre 6 et 12, entre 6 et 11, entre 6 et 10,5, entre 6,8 et 12, entre 6,8 et 11, entre 6,8 et 10,5, entre 7 et 12, entre 7 et 11, entre 7 et 10,5.
Si la solution d’AGV est destinée à être utilisée pour fabriquer des PHA par fermentation avec des microorganismes, le pH de la solution d’AGV peut être ajusté pour être adapté
La solution d’AGV selon l’invention, peut être stockée dans tout contenant adapté ou utilisé sans stockage pour différentes applications, notamment pour la fabrication de PHA.
Procédé d’obtention de PHA à partir de déchets organiques
L’invention a également pour objet un procédé de fabrication de polyhydroxyalcanoates (PHA) à partir de déchets organiques, notamment un procédé comprenant la mise en œuvre des étapes suivantes : obtention d’un mélange par digestion anaérobie de déchets organiques, traitement du mélange obtenu à l’étape 1) par le procédé de traitement pour obtenir une solution incolore contenant des AGV selon l’invention, transformation des AGV de la solution obtenue à l’étape 2) en PHA par au moins une bactérie halophile.
La première étape du procédé consiste à obtenir un mélange par digestion anaérobie de déchets organiques.
Le mélange obtenu par digestion anaérobie de déchets organiques peut être obtenu par tout moyen de mise en œuvre d’une digestion anaérobie sur des déchets organiques.
Les déchets organiques peuvent être choisis parmi tous les déchets organiques. Ils sont préférentiellement choisis parmi les déchets organiques suivants : du marc de raisin, des déchets organiques alimentaires, des déchets organiques agricoles, des déchets organiques de l’industrie agro-alimentaire, des déchets organiques carbonés et leurs mélanges. Il peut s’agir en particulier de : -déchets alimentaires ménagers et de restauration, tels que des fruits, féculents et légumes, -déchets organiques agricoles ou de l'industrie agro-alimentaire tels que des drèches de brasseries, des marcs de fruits notamment de raisin, déchets verts, déchets de l’industrie laitière, co-produits de récoltes, -déchets industriels carbonés tels que la pulpe de papier, des effluents organiques -ou des combinaisons de ces déchets.
Selon un mode de réalisation particulièrement adapté, l’étape 1) comprend les étapes suivantes : - broyage de déchets organiques, - éventuellement pré-traitement des déchets organiques broyés, ledit pré-traitement pouvant être réalisé avant ou après le broyage, - digestion anaérobie et récupération d’un mélange solide/liquide comprenant des AGV.
Les déchets organiques sont donc préférentiellement préalablement broyés avant l’étape de digestion anaérobie.
L’étape de broyage est préférentiellement réalisée de façon à obtenir une solution aqueuse comprenant au moins 5% de matières sèches, préférentiellement au moins 10% de matières sèches, notamment entre 10 et 20%.
De façon préférée, le broyage est réalisé à une taille inférieure à 100 mm, préférentiellement inférieure à 50mm, notamment à une taille comprise entre 0,1 et 100mm, en particulier entre 0,1 et 50mm.
Le broyage peut être réalisé avec tout dispositif adapté. Il peut être réalisé notamment en présence de liquide et/ou par mélange mécanique par exemple à l'aide d'un homogénéisateur, d'un mixeur alimentaire, d'un moulin, d'un broyeur, d'un broyeur à marteau.
Après ou avant broyage, les déchets organiques peuvent subir une ou plusieurs étapes de pré-traitement. Il peut s’agir par exemple d’au moins un pré-traitement choisi parmi un traitement thermique, ultrason, microonde, par homogénéisateur haute pression, acide, basique, enzymatique, fongique, par pré-fermentation lactique et la combinaison d’au moins deux de ces traitements.
L’élément de refroidissement 11 peut se présenter sous la forme d’une chemise ou couche de matériau élastomère épousant la forme générale de la surface radialement externe du corps 4. L’élément de refroidissement 11 peut comporter ainsi des zones complémentaires 12 aux lobes 8 du corps 4.
L’élément de refroidissement 11 peut comporter un premier circuit de refroidissement 13 et un second circuit de refroidissement 14.
Le premier circuit de refroidissement 13 peut comporter deux parties globalement symétriques par rapport à un plan vertical. Chaque partie peut comporter plusieurs canaux parallèles 15, par exemple trois canaux 15, s’étendant circonférentiellement entre une entrée de fluide de refroidissement 16 et une sortie 17 de fluide.
L’entrée de fluide 16 peut être située en partie supérieure de l’élément de refroidissement 11 et peut être commune aux trois canaux 15 de la première partie et aux trois canaux 15 de la seconde partie du premier circuit de refroidissement 13. En particulier, l’entrée de fluide 16 peut être reliée aux extrémités supérieures des canaux 15 de chaque partie par une zone de liaison supérieure 18. Chaque partie du premier circuit de refroidissement peut comporter en outre une sortie de fluide 17 commune aux canaux 15 correspondants, et débouchant au niveau d’une extrémité axiale 11a, 11b de l’élément de refroidissement 11.
La sortie 17 de fluide de la première partie du premier circuit 13 peut déboucher au niveau d’une première extrémité axiale 11a de l’élément de refroidissement 11 et la sortie 17 de fluide de la seconde partie du premier circuit 13 peut déboucher au niveau d’une seconde extrémité axiale 11b dudit élément 11, opposée à la première extrémité 11a.
Le second circuit de refroidissement 14 ( ), optionnel, peut comporter une première partie 14a et une seconde partie 14b, situées chacune en partie supérieure de l’élément de refroidissement 11.
Chaque partie 14a, 14b du second circuit 14 peut comporter une entrée commune 19 de fluide située en partie supérieure et plusieurs canaux 20 s’étendant depuis ladite entrée et débouchant au niveau d’une extrémité axiale 11a, 11b de l’élément de refroidissement 11. Chaque canal 20 du second circuit 14 peut comporter une sortie 20a distincte des autres canaux 20 ou peut déboucher au niveau d’une sortie commune.
Les sorties des canaux 20 de la première partie 14a du second circuit 14 peuvent déboucher au niveau de la première extrémité axiale 11a de l’élément de refroidissement 11 et les sorties des canaux 20 de la seconde partie 14b peuvent déboucher au niveau de la seconde extrémité axiale 11b de l’élément de refroidissement 11.
L’entrée 16 du premier circuit 13 et les deux entrées 19 du second circuit 14 peuvent être alimentées en fluide de refroidissement par un réservoir d’alimentation 21 ( ) situé en partie supérieure de la machine électrique 1.
Un réservoir de collecte 22 situé en partie inférieure peut être apte à recueillir le fluide de refroidissement issu des différents circuits 13, 14. Un échangeur thermique peut être combiné au réservoir de collecte afin de garder constante la température du liquide de refroidissement.
Une pompe 23 et des conduites 24 peuvent permettre d’acheminer le fluide de refroidissement du réservoir de collecte 22 vers le réservoir d’alimentation 21.
Chaque canal 15, 20 de chaque circuit 13, 14 peut comporter une section rectangulaire et peut comprendre une surface radialement interne et une surface radialement externe en forme de portion de cylindre, reliées par des flancs radiaux.
La surface radialement interne peut être formée par la surface radialement externe 4a du corps 4 du stator 2. En d’autres termes, les canaux 15, 20 peuvent être débouchant radialement vers l’intérieur et être refermés par le corps 4.
L’élément de refroidissement 11 peut comporter une matrice en matériau élastomère apte à résister aux huiles et/ou à des températures élevées, par exemple de l’ordre de 150°C, sur des périodes de temps longues ou en continu.
La matrice de l’élément de refroidissement 11 est par exemple réalisée dans un élastomère choisi parmi la liste suivante : polyacryliques ACM, copolymères d'éthylène acrylate AEM, polymères fluorocarbonés FKM, fluorosilicones FVMQ, nitrile hydrogéné HNBR, ou est constitué d’un mélange de plusieurs élastomères parmi cette liste.
Par « filtration au charbon actif » au sens de l’invention on entend un procédé de filtration (par exemple fritté, filtre racleur, filtration sous vide et/ou sous pression, etc.) où la solution d'AGV à traiter est au contact de particules de charbon actif.
Par « pré-fermentation lactique » au sens de l’invention on entend un processus naturel au cours duquel des micro-organismes décomposent la matière organique (notamment les sucres) en acide lactique.
Procédé de traitement d’un mélange obtenu par digestion anaérobie de déchets organiques
L’invention a donc pour objet un procédé de traitement d’un mélange obtenu par digestion anaérobie de déchets organiques, comprenant une étape de traitement dudit mélange par filtration au charbon actif et/ou par filtration membranaire, de façon à obtenir une solution liquide incolore comprenant des AGV.
Les déchets organiques sont préférentiellement préalablement broyés avant l’étape de digestion anaérobie et/ou subissent une ou plusieurs étapes de pré-traitement. Il peut s’agir par exemple d’au moins un pré-traitement choisi parmi un traitement thermique, ultrason, microonde, par homogénéisateur haute pression, acide, basique, enzymatique, fongique, par fermentation lactique et la combinaison d’au moins deux de ces traitements.
Préférentiellement, avant digestion anaérobie (avant ou après broyage), les déchets organiques sont prétraités par pré-fermentation lactique. Une telle étape permet avantageusement d’augmenter la teneur en AGV dans la solution d’AGV et de diminuer ou supprimer les problèmes d’hétérogénéités des déchets organiques.
L’invention a donc également pour objet un procédé d’obtention d’une solution d’AGV à partir de déchets organiques comprenant une étape de digestion anaérobie et au moins une étape de pré-traitement des déchets organiques par pré-fermentation lactique. La pré-fermentation lactique peut être précédée ou succédée par une étape de broyage des déchets et/ou par au moins un autre pré-traitement.
Le pré-traitement par pré-fermentation lactique peut être réalisé avec des microorganismes adapté, en particulier des bactéries lactiques. Il peut s’agir préférentiellement de bactériques lactiques comme des bactéries lactobacilles et/ou bifidobacter.
Le pré-traitement par fermentation lactique peut être réalisé dans un dispositif adapté, préférentiellement dans un digesteur anaérobique. Le pré-traitement par pré-fermentation lactique peut être réalisé avec une ou plusieurs des conditions suivantes, préférentiellement toutes : - sous agitation, - à un potentiel redox inférieur à -300mV, préférentiellement entre -550 mV et -400 mV, - entre 20 et 60°C, - à un pH entre 3 et 5, - pendant au moins 24 heures, préférentiellement entre 1 et 6 jours.
Préférentiellement le pré-traitement par pré-fermentation lactique comprend une étape d’ajustement du pH entre 3 et 5. Cette étape permet de stabiliser le pH entre 3 et 5, car le pH de la solution devient naturellement trop acide (inférieur à 3) au cours de la fermentation des sucres en acide lactique.
Selon un mode de réalisation particulier, l’étape de pré-fermentation lactique comprend les étapes suivantes : - broyage, préférentiellement dans l’eau, pour obtenir une solution aqueuse comprenant entre 5 et 20% de matières sèches, notamment entre 10 et 12% de matières sèches, - introduction dans un digesteur anaérobique pour pré-fermentation, - éventuellement inoculation du réacteur à l’aide de bactéries lactiques , - ajustement du pH entre 3 et 5, préférentiellement à l’aide de lessive de soude, par exemple lessive de soude NaOH 30% v/v, - chauffage du milieu entre 20 et 40°C, - au bout de 2 à 8 jours, préférentiellement 3 à 5 jours, récupération d’une solution d’acide lactique contenant des déchets organiques prétraités.
Selon une variante, avant digestion anaérobie, le procédé comprend au moins une étape de pré-traitement des déchets organiques par pré-fermentation lactique et au moins une autre étape de pré-traitement.
Selon un mode de réalisation, notamment si les déchets organiques ont été prétraités, en particulier par pré-fermentation lactique, une étape de séparation solide liquide peut être mise en œuvre avant digestion anaérobie pour récupérer la phase liquide et éliminer la phase solide.