PROCESS FOR PRODUCING CARBON DIOXIDE AND ETHANOL BY CONTINUOUS FERMENTATION AND APPARATUS FOR CARRYING OUT THE PROCESS

Abstract: 1. Process for the production of carbon dioxide and ethanol by continuous fermentation of a culture medium inoculated with micro-organisms of the bacterial type appertaining to the flocculant Zymomonas genus with retention and recycling of the micro-organisms, the retention being effected by internal decanting and recycling obtained by a reduction of the speed of circulation of the fluids, with reduction of the turbulence in the upper part of the fermentation zone by a sudden enlargement of the cross-section of the said zone, characterized in that the culture medium is inoculated with a highly flocculant strain of Zymomonas mobilis, deposited at the pasteur Institute under the number I-411, and in that the fermentation gases are collected at the centre of the upper part of the fermenting zone where the turbulence of the fermentation medium is reduced, with collection and withdrawal of the carbon dioxide produced at different levels of the fermentation zone.

Description: La présente invention concerne un procédé de production d'anhydride carbonique et d'éthanol par fermentation continue et un type d'appareillage de mise en oeuvre. Les prévisions annoncées sur la disponibilité des ressources énergétiques naturelles et les conséquences qui en découleraient ont favorisé une recrudescence d'intérêt porté à la production de ccmposés énergétiques par voie fermentaire, d'éthanol en particulier. Si, actuellement on ne peut plus mettre en doute la faisabilité technique de la production d'éthanol par fermentation continue, éconcmiqrrent un certain nombre de contraintes pèsent sur le développement de cette technique. Ainsi le substrat : sucre, matières amylacées, doit être converti, de façon aussi catplète que possible, en alcool avec un rendement approchant la production maximale théorique de 0,51 kg d'éthanol par kg de glucose ; de même, la teneur finale en éthanol du jus de fermentation doit être supérieure à 50 g par litre, afin de minimiser le coQt énergétique de la distillation et le coQt de traitement des vinasses de distillerie. Dans le domaine fermentaire deux types de microorganismes présentent un intérêt industriel : les levures, principalement du genre Saccharomyces, sont bien connues et utilisées depuis fort longtemps en brasserie, vinification ... En outre, les bactéries appartenant au genre Zymomonas, suscitent, en raison de leur activité mEtabolique supérieure, un intérêt croissant. La productivité et le rendement constituent les deux principaux paramètres qui permettent de juger de l'efficacité d'un procédé de fermentation. La vitesse de production étant étroitement liée à la quantité de microorganismes actifs présente dans les fermenteurs, les procédés de fermentation continus doivent pour accroître leur productivité augmenter la population microbienne active. Et, pour lutter contre les phénombnes de dilution, qui auraient tendance à diminuer la concentration microbienne, engendrés par des taux de dilution importants, ces procédés font appel à des techniques de rétention de microorganismes performants. Parmi ces techniques, on peut citer des moyens naturels tels la floculation naturelle des microorganistres qui conduit à 1 'obtention d'agrégats microbiens de densité élevée. Les moyens artificiels sont nombreux tels 1'immobilisation des microorganismes sur un garnissage statique ou sur un support dynamique ; la rétention par des procédés à membranes : microfiltration, ultrafiltration ; la décantation associée à un recyclage ; la centrifugation avec recyclage ; et la floculation induite des microorganismes. De tous les moyens précédermutnt décrits, seuls la floculation et les procédés à membranes permettent d'atteindre des concentrations microbiennes très élevées. Appliqués à la fermentation alcoolique, ils accroissent les concentrations en levure jusqu'à ioe à 120 g/l de matière sèche. A ces concentrations, les levures occupent environ 50 % du volurre de fermentation, au-delà apparaissent des problèmes de transfert de matière qui diminuent les performances de la fermentation. les levures ayant généralement une vitesse spécifique de production d'éthanol de l'ordre de 0,5 g d'éthanol/g levure séche, il n'est guère possible d'enregistrer des productivités supérieures à 50 g éthanol/litre de fermenteur/heure. L'idée de travailler à de telles densités microbiennes, mais avec des microorganismes plus performants, a conduit de nambreux chercheurs à mettre en oeuvre une bactérie anaérobie capabie de fermenter le glucose en éthanol. Cette bactérie, Zymcmonas mobilis, appartient à la famille des pseudooonadacées et présente une vitesse spécifique de production d'éthanol de 4 g d'éthanol/g biomasse séche par heure. Des essais de fermentation alcoolique à haute densité cellulaire utilisant Zymcmanas mobilis ont montré qu'il était possible d'atteindre des concentrations cellulaires de 60 à 80 g/l. le procédé de fermentation alcoolique continu, utilisant Zymcmonas, décrit dans le brevet américain 4.443.544 met en oeuvre une concentration cellulaire par microfiltration tangentielle. I1 a permis d'atteindre des performances intéressantes : concentration microbienne de 50 à 60 g/l, concentration de la solution alcoolique de 65 g/l, productivité en anhydride carbonique de 200 g/l.h et rendement de conversion de 0,46 g d'éthanol/g de glucose. Toutefois, ce procédé présente un certain nombre d'inconvénients, tels une mise en oeuvre délicate de la microfiltration tangentielle posant des difficultés au stade industriel, des problèmes de colmatage rencontrés au niveau du module de filtration, ainsi que la nécessité d'éviter toute contamination à cause de la non sélectivité du système de rétention microbienne. C'est pourquoi, on a rscherché d'autres procédés de fermentation utilisant des moyens de rétention de microorganismes plus simples. Ainsi, C. D Scout et coll. ont proposé un procédé de fermentation alcoolique continu mettant en oeuvre une souche de Zymononas mobilis floculant naturellement associée à une rétention par décantation externe : un décanteur placé en sortie de fermenteur assure la récupération des flocs microbiens évacués dans l'effluent et leur recyclage dans le fermenteur au moyen d'une pompe de recirculation. Avec ce procédé, les résultats sont moins bons que dans le cas précédent, ainsi la concentration microbienne n'est que de 30 g/l, la concentration de la solution alcoolique de 54 g/l, la productivité en éthanol et C02 atteint 120 g/l.h avec un rendement de conversion de 0,5 g d'Bthanol/g de glucose ; ceci s'explique par le fait que ce dernier procédé retient moins de microorganismes actifs. La pompe de recirculation utilisée pour recycler les flocs microbiens a pour effet de briser ces flocs qui deviennent de plus en plus petits, décantent de moins en moins et finissent par être évacués du fermenteur. Afin d'augmenter les chances de développement industriel de la production d'éthanol par voie biologique, il est apparu nécessaire de concevoir un système de fermentation à la fois plus performant et plus simple que ceux décrits précédemment. On a recherché un procédé et un appareillage répondant à certains critères, tels la rétention d'importantes quantités de microorganismes permettant d'atteindre une concentration microbienne supérieure à 50 g/l ; la production d'une solution alcoolique titrant au moins 50 g/l d'éthanol avec une productivité supérieure à 120 g/l, et pouvant même atteindre 250 g/l.h avec une concentration de 30-40 g/litre; l'insensibilité aux contaminants et la suppression de l'étape de stérilisation du milieu. En outre, vus les problèmes occasionnés par la mise en oeuvre d'une décantation externe, la suppression de tout moyen mécanique mobile devait être envisagée. Selon ce procédé de production d'anhydride carbonique et d'ethar21 pa¯ fermentation continue, on met en oeuvre une souche hautement floculante de Zymomonas mobiles : Zymcmanas mobiles ZF 10, déposée à 1'Institut Pasteur le 21 janvier 1985, sous le numéro d'ordre attribué par l'autorité de dépôt internationale I-411 ; et l'on réalise la rétention des microorganismes par décantation-recyclage interne. Cette rétention est obtenue par un ralentissement de la vitesse de circulation des fluides, avec réduction de la turbulence dans la partie supérieure de la zone de fermentation, par un brusque élargissement de la section de ladite zone. les gaz de fermentation sont collectés à la partie supérieure de la zone de fermentation où la turbulence du milieu de fermentation est réduite, de préférence au centre de celle-ci. On peut envisager le recyclage d'une fraction des gaz de fermentation, et la réinjection de cette fraction de la partie inférieure de la zone de fermentation. le milieu de fermentation est maintenu à une teberature comprise entre 20 et 500C, de préferenoe 25 à 400C, le milieu d'alimentation étant préchauffé à la même temperature. le pH du milieu de fermentation est compris entre 3,7 et 6,5, de préférence maintenu entre 4,3 et 5,2, par apport d'une solution d'un agent alcalin. le milieu d'alimentation contenant un carbohydrate fermentescible constitué par tout type de substrat simple d'origine naturelle ou synthétique ccmme le lactose hydrolysé, saccharose à partir des betteraves, canne à sucre, hydrolysat d'amidon provenant de mais ou blé. On introduit le milieu d'alimentation à divers niveaux de la zone de fermentation, en dessous de la zone où la turbulence du milieu de fermentation est réduite ; le niveau du liquide dans la zone de fermentation étant maintenu constant. La formation de mousses est contrôlée par apport régulé d'un agent tensio-actif. Afin d'obtenir, pour des raisons économiques, une teneur résiduelle en sucre de l'effluent la plus basse possible, et pour diminuer le coQt global de distillation ainsi que celui du traitement des eaux, une teneur en alcool de l'effluent la plus élevée possible, il est avantageux de mettre en oeuvre le procédé dans au moins deux étages de fermentation connectés en série du même type, gécéetriquement semblables, fonctionnant dans les mêmes conditions, tout en assurant un transfert non asservi des agrégats microbiens d'un étage à l'étage suivant ; ce transfert étant périodique ou continu. Cette solution ne ne nécessite aucun dispositif d'asservissement à 1' état du système ou de contrôle des quantités transférées. La productivité du système est telle que la production d'anhydride carbonique représente un à deux volutes de C02 par volume de fermenteur et par minute ; en conséquence, l'évacuation de l'anhydride carbonique doit être la plus efficace possible, car les risques de formation de mousse qui dépendent de la nature du milieu fermenté sont à considérer. De plus, la turbulence engendrée par la production de gaz perturbe la décantation des agrégats microbiens et donc leur rétention au sein de la zone de fermentation. L ' évacuation de 1'anhydride carbonique impose un système de séparation triphasique : gaz, liquide, solide adéquat. Pour faciliter cette évacuation, on propose à différents niveaux de la zone de fermentation la canalisation des bulles d'anhydride carbonique produit et leur coalescence, la collecte et 1'évacuation de l'anhydride carbonique produit et le recyclage des agrégats microbiens ayant décanté dans une zone où la turbulence est très faible. Un tel moyen réduit la turbulence au sein de la zone de fermentation ; et cette technique d ' évacuation du C 2 est applicable aux systemes moncétagé, bi ou multiétagé. Au démarrage du processus de fermentation, une fraction des gaz de fermentation contenant l'anhydride carbonique récupéré peut être recyclé à la base de la zone de fermentation. D'autre part, les volumes gazeux, étant inversement proportionnels à la pression, on peut envisager, afin de limiter la turbulenoe, , de conduire la fermentation sous pression. La pression maximale admissible dépend de la tolérance du microorganisme à la concentration en anhydride carbonique dissous dans le milieu ; des pressions inférieures à 3 bars peuvent être mises en oeuvre sans difficulté majeure. La conduite de la fermentation sous légère pressurisation peut être associée à 1 'évacuation de l'anhydride carbonique à différents niveaux de la zone de fermentation. le procédé peut avantageusement être mis en oeuvre dans un fermenteur tubulaire, d'axe vertical, comportant en son sommet un élargissement de la section, destiné à limiter la vélocité ascensionnelle des fluides. Cette section élargie favorise une décantation rapide des agrégats microbiens. le milieu de culture est introduit par différents orifices d'alimentation situés au-dessous de l'élargissement de la section. le liquide produit quitte le fermenteur par un orifice situé au sommet du système, à l'extérieur de la zone de collecte des gaz. On peut prévoir un recyclage des gaz de fermentation, à l'aide d'un compresseur, au moment du démarrage du processus. Le fermenteur est équipé de systemes adéquats de mesure et de régulation de la température et du pH du milieu de fermentation, ainsi que d'un dispositif de contrôle de mousses. Pour faciliter l'évacuation de l'anhydride carbonique, on peut envisager d'équiper intérieurement le fermenteur de système de séparation triphasique : gaz, liquide, solide, ou séparateur constitué par une série de cônes tronqués concentriques. Cet emboitement de cônes a deux fonctions, d'une part la face interne du cône canalise le gaz produit, d'autre part cet ettooitement crée une zone où la turbulence est très faible, ce qui favorise la décantation des agrégats microbiens sur la face externe du cône. Ces cônes doivent avoir un angle assez important, de façon à faciliter le recyclage des agrégats microbiens. Au-dessus de l'embouchure du dernier cône, on place un collecteur destiné à récupérer 1'ensemble de 1'anhydride carbonique produit, qui est évacué au moyen d'une canalisation traversant la paroi du fermenteur. Ces séparateurs sont agencés verticalement dans le corps du fermenteur, leur nombre étant fonction de sa hauteur. De plus, la présence de tels séparateurs dans le fermenteur permet d'introduire le concept d'étages théoriques, 1'ensemble du systètte se comportant comme un réacteur multiétagé. On obtient ainsi un modèle théorique du type fermenteur multiétagé dont le premier étage est infiniment mélangé et les autres étages ont un écoulement piston. Cette configuration est optimale pour la plupart des fermentations présentant des phenorenes d'inhibition par le substrat et le produit comme dans le cas de la fermentation alcoolique. I1 est donné à titre d'exemple sur les figures 1 et 2 du dessin annexé une représentation d'un fermenteur vertical tubulaire à double paroi (la) (lb) avec circulation interparoi de fluide réfrigérant, comprenant le corps cylindrique du fermenteur (1) à circulation verticale des fluides de bas en haut, terminé à la partie inférieure par le cône (2) rtuni d'une tubulure d'introduction du milieu d'alimentation (3). le sommet du fermenteur est constitué par un décanteur (4) à deux sections partiellement séparées par la cloison (5), la première section (4a) dans le prolongent du corps du fermenteur est munie sur le couvercle d'une canalisation d' évacuation de l'anhydride carbonique (6) et la seconde section (4b) évasée vers le haut, adjacente au sommet du fermenteur, dont la paroi inclinée (7) définit avec l'axe du fermenteur (1) un angle d'environ 50 à 60 , est munie d'une canalisation d' évacuation du liquide produit (8). le corps du fermenteur (1) comporte à divers niveaux plusieurs canalisations d'introduction (9) du milieu d'alimentation et d'une canalisation de recyclage de l'anhydride carbonique (10) mise en circuit au moent du démarrage de la fermentation. le corps du fermenteur est garni intérieurement de plusieurs systdmes de séparation triphasiques (11) dits séparateurs et de collecteurs d'anhydride carbonique (12). le séparateur (11) comprend une série de cônes tronqués concentriques coaxiaux avec le fermenteur (lia, lob,...). les sommets des cônes eoités sont dirigés vers le haut, et les parois parallèles définissent avec l'axe du fermenteur un angle de l'ordre de 50 à 600C. La figure 2 met en évidence les fonctions de ce type de séparateur et la circulation des fluides et solides au niveau du séparateur. L'anhydride carbonique produit, après coalescence des bulles en (14) sur les parois internes des cônes, est canalisé selon les courants gazeux (15), puis collecté par le collecteur (12) surmontant la partie superieure de la série de cônes. L'anhydride carbonique collecté est évacué par la canalisation d'évacuation (13), raccordée au collecteur (12). Cette canalisation d'évacuation des gaz de fermentation, qui peut être interne ou externe au corps du fermenteur, est munie d'un moyen de contrôle du niveau du liquide. L'évacuation de l'anhydride carbonique peut être contrôlée par pressostat (13'), réglé sur la profondeur à laquelle se fait 1 'évacuation, ou capteur de niveau. les agrégats microbiens decantent sur les faces externes des cônes (lia) (l1b) et sont recyclés selon les directions (16) vers le bas du fermenteur. Le liquide circule verticalement selon la direction (17). Une série d'essais a été réalisée dans un fermenteur constitué d'une colonne en verre de 4,6 an de diamètre intérieur, de hauteur totale 47,5 cm, surmontée d'une partie évasée de 13,3 an de diamètre intérieur. La cloche de collecte des gaz au centre de la partie évasée a un diametre intérieur de 4,6 cm. les capteurs de teppérature et de pH sont disposés à mi-hauteur de la colonne. le volume total du système est de 1,2 litre. Le volume, non optimisé, de l'anneau de décantation est de 0,4 litre et le volume utile du fermenteur, renfermant la totalité de la population microbienne, de 0,8 litre. Deux points d'alimentation en milieu de culture sont prévus à la base et à la mi-hauteur de la colonne. On maintient constant le niveau du liquide dans le fermenteur par écoulement au travers d'un orifice de surverse disposé dans la partie annulaire de dacantation. les gaz de fermentation, recueillis au niveau de la cloche de collecte sont évacués par un orifice indépendant du précédent. Une partie des gaz est réinjectée à l'aide d'un compresseur, à la base de la colonne au travers de six injecteurs à raison de 300 ml/mn. L'autre partie est évacuée au travers d'un rotasetre qui donne une indication de la production en anhydride carbonique et donc en éthanol. On maintient la temperature à 330C par circulation d'un liquide caloporteur dans une tubulure enroulée autour de la colonne. On préchauffe le milieu d'alimentation à la même température. En outre, le pH est régulé à 5 par apport d'une solution 2N dthydroxyde de sodium au niveau de la cloche de collecte des gaz. On contrôle la formation de mousses par apport asservi d'un agent tensio-actif. On constitue le milieu de culture par une solution synthétique de ccmposition suivante glucose 100 à 120 g/l sulfate d'ammonium 1 g/l phosphate de potassium monopotassique 1 gel sulfate de magnésium 2,5 g/l extrait de levure 2,5 g/l On effectue la détermination de la concentration alcoolique par chrsmatographie en phase gazeuse, et la détermination de la quantité de sucre résiduel par chrcanatographie liquide haute performance. Essai 1 Le fermenteur rempli de milieu de culture et dans les conditions précitées, est innoculé. Après constitution de la biamasse, il est alimenté à sa base avec un débit de 2 I/h (solt un taux de dilution de 2,5 h 1). les par d tres d'état relevés en régime permanent sont les suivants Substrat initial loo g/l Substrat dans l'effluent O g/l Ethanol dans l'effluent 51 g/l Biomasse dans le réacteur 51 g/l Biomasse dans l'effluent 1 g/l La vitesse de production du gaz carbonique est 850 ml/min, soit 117 g de C02 par litre de volute utile et par heure. La productivité en éthanol est 127 g par litre de volume utile et par heure. le taux de croissance des microorganismes est voisin de 0,05 h 1. La productivité spécifique est de 2,54 grammes d'éthanol par gramme de biomasse (matière sèche) et par heure. le rendement de conversion du substrat en éthanol approche le rendement maximal théorique mais la productivité spécifique est faible par rapport aux potentialités des microorganismes (environ 4 grammes éthanol par gramme de biomasse sèche et par heure). Ceci est dt à l'épuisement du milieu en substrat carboné. La durée de ce régime permanent a été volontairement limitée à 50 temps de séjour. Essai 2 Pour lever la limitation due à l'épuisement du substrat carboné, la concentration en glucose du milieu d'alimentation est portée à 116 g/l et le débit d'alimentation à 3,67 l/h (soit un taux de dilution de 4,7 h 1). les paramètres d'état relevés en régime permanent sont les suivants Substrat initial 116 g/l Substrat dans l'effluent 15 g/l Ethanol dans l'effluent 51 g/I Biomasse dans le réacteur 63 g/l Biomasse dans l'effluent 0,5 g/l La vitesse de production de gaz carbonique est 1700 ml/min, soit 234 g de C02 par litre de volute utile et par heure. La productivité en éthanol est 240 g par litre de volute utile et par heure. Le taux de croissance aes aucroorganismes est voisin de 0,04h . La productivité spécifique est de 4 g d'éthanol par g de biomasse (matière sèche) et par heure. le rendement de conversion du substrat est proche du rendement maximal théorique. La durée de ce régime permanent a été volontairement limitée à 100 temps de séjour d'une durée de 20 minutes. Essai 3 Dans cet essai, un second fermenteur est connecté en série avec le premier. De construction géométrique semblable, il présente un volume réactionnel deux fois plus important (2 litres). Ce second fermenteur est alimenté par l'apport continu de milieu fermenté issu du premier fermenteur transportant la fraction de biomasse non retenue (0,5 - 2 g/l) et pour un apport supplémentaire de milieu nutritif concentré, afin d'élever la teneur en glucose. La temperature est régulée à 300C ; et le pH n'est pas contrôlé. Pour un débit total de 2,3 l/h et une concentration globale de glucose de 195 g/l, en régime permanent à la sortie du système on a relevé les paramètres d'état suivants Ethanol dans l'effluent 81 g/l Substrat dans l'effluent 29 g/l Biomasse dans l'effluent 0,7 g/l La productivité atteint donc 61 g/l/h. Cette valeur, plus faible que précédemment, résulte de l'inhibition accrue du rntabolisme bactérien par la concentration élevée d'éthanol, supérieure à 100GL ; et des conditions opératoires non optimales (débits et rapports des volumes respectifs des étages 1 et 2). Essai 4 Après obtention d'un régime permanent stable, le milieu d'alimentation du fermenteur est substitué par un milieu volontairement contaminé (0,93 g/l de matière sèche) par des germes d'origine aérienne (mons ssures, levures, bacilles coques). un constate uL1 chute de la concentration en éthanol Sas l'effluent de 52 à 9 g/l en 80 heures. On observe simultanement un accroissement de la concentration en glucose résiduel jusqu'à 35 g/l. Ceci est principalement le résultat de la perte rapide des flocs de Zymomonas dans l'effluent, causée par une formation de mousse incontrolable. Après nettoyage et désinfection des circuits d'alimentation, le rétablissent d'une alimentation avec du milieu stérile se traduit par un retour à 1 'état initial en moins de ioe heures. Des contrôles microscopiques effectués tout au long de 1'expérience montrent la disparition progressive des contaminants à l'exception de quelques rares levures restant associées aux agrégats de Zymomonas.

Claims: REVENDICATIONS 1. Procédé de production d'anhydride carbot-sique et d ' éthanol par fermentation continue d'un milieu de culture inoculé par des microorganismes du type bactéries appartenant au genre Zymomonas floculante avec rétention et recyclage des microorganismes, caractérisé en ce que le milieu de culture est inoculé par une souche hautement floculante de Zyitnonas mobilis, déposée à l'institut Pasteur sous le nurrero I-411 et en ce que la rétention des microorganismes réalisée par decantation-recyclage interne est obtenue par un ralentissement de la vitesse de circulation des fluides, avec réduction de la turbulence dans la partie supérieure de la zone de fermentation, par un brusque élargissement de la section de ladite zone. 2. Procédé de production d'anhydride carbonique et d' éthanol par fermentation continue selon la revendication 1, caractérisé en ce que les gaz de fermentation sont collectés à la partie supérieure de la zone de fermentation où la turbulence du milieu de fermentation est réduite, de préférence au centre de celle-ci. 3. Procédé de production d'anhydride carbonique et d' éthanol par fermentation continue selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'une fraction des gaz de fermentation est recyclée et réinjectée à la partie inférieure de la zone de fermentation, au moment du démarrage du processus de fermentation. 4. Procédé de production d'anhydride carbonique et d' éthanol par fermentation continue selon une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le milieu de culture est maintenu à une teppérature canprise entre 20 et 500C, de préférence 25 à 400C, le milieu d'alimentation étant préchauffé à la même temperature, et le pH du milieu maintenu entre 3,7 et 6,5, de préférence 4,3 à 5,2 par apport d'une solution d'un agent alcalin. 5. Procédé de production d'anhydride carbonique et d' éthanol par fermentation continue selon une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le milieu d'alimentation est introduit à divers niveaux de la zone de fermentation, en-dessous de la zone où la turbulence du milieu de fermentation est réduite ; le niveau du liquide dans la zone de fermentation étant maintenu constant. 6. Procédez de production d'anhydride carbonique et d'éthanol par fermentation continue selon une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la frrmatlon de mousses est contrôlée par apport rSguld d'un agent tensio-actif. 7. Procédé de production d'anhydride carbonique et d'éthanol par fermentation continue selon une quelconque des revenlications 1 à 6, caractérisé en ce que le procédé est mis en oeuvre dans au moins deux étages de fermentation du même type, connectés en série, fonctionnant dans les mêmes conditions, avec un transfert non asservi des agrégats microbiens d'un étage à l'étage suivant. 8. Procédé de production d'anhydride carbonique et d'éthanol par fermentation continue, selon une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'an proue à une séparation triphasique : gaz, liquide, solide, en réalisant à différents niveaux de la zone de fermentation, la canalisation des bulles d'anhydride carbonique produit et le recyclage des agrégats microbiens. 9. PrcoSdE de production d'anhydride carbonique et d'éthanol par fermentation continue, selon une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la fermentation est conduite sous une légère pressurisation inférieure à 3 bars. 10. Appareillage de mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, constitué par un fermenteur vertical tubulaire (1) à double paroi (la) (lob) avec circulation inter-parois de fluide réfrigérant, comprenant le corps cylindrique du fermenteur (1) à circulation verticale des fluides de bas en haut, terminé à la partie inférieure par le cane (2) muni d'une tubulure d'introduction du milieu d'alimentation (3), caractérisé en ce que le sommet du fermenteur est constitué par un décanteur (4) à deux sections partiellement séparées par la cloison (5), la première section (4a) dans le prolongement du corps du fermenteur est munie sur le couvercle d'une canalisation d'évacuation de l'anhydride carbonique (6) et la seconde section (4b) évasée vers le haut, adjacente au sommet du fermenteur, dont la paroi inclinée (7) définit avec l'axe du fermenteur (1) un angle d'environ 50 à 60 , pt munie d'une canalisation d'évacuation du liquide produit (8) ; le corps du fermenteur (1) comporte à divers niveaux plusieurs canalisations d'introduction (9) du milieu d'alimentation, et d'une canalisation de recyclage de l'anhydride carbonique (10), et en outre, le corps du fermenteur (1) est garni intérieurement de plusieurs systèmes de séparation triphasique (11) dits séparateurs et de collecteur d'anhydride carbonique (12). 11. Fermenteur vertical selon la revendication 10, caractérisé en ce que le séparateur (11) comprend une série de cônes tronques concentriques coaxiaux avec le fermenteur (lia, 11b,...) dont les sommets sont dirigés vers le haut et la partie supérieure de la série de cônes surmontee d'un collecteur d'anhydride carbonique (12) prolongé par une canalisation d'évacuation (13), munie d'un moyen de contrÏle du niveau de liquide.

Inventors: AMEN, JEAN, CUTAYAR, JACQUES-MARCEL, GALAMBRE, HELENE, GHOMMIDH, CHARLES, GRAINDORGE, PHILIPPE, NAVARRO, JEAN-MARIE, Galambre, Hélène
Applicants: L'AIR LIQUIDE, SOCIETE ANONYME POUR L'ETUDE ET L'EXPLOITATION DES PROCEDES GEORGES CLAUDE
Application year: 1986
Main classification: C12M1
IPC codes: C12M1, B01D3, C12P7, C12R1