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"Procédé de fabrication de levure."
Dans l'industrie moderne des levures à l'air, il est notoire que les matières premières sont traitées à l'é- tat de solutions très étendues. La mélasse, par exemple, est diluée environ 25 fois. La quantité de levure additionnée à ces solutions très étendues est également faible ; elle s'é- lève, évaluée en levure pressée toute prête, par rapport au volume du liquide en fermentation, à environ 3,2 à 3,8 % et n'atteint qu'exceptionnellement 5% environ. On désignera par la suite cette proportion sous le nom de concentration de levure. Lorsqu'on augmentait notablement cette concentration, on se heurtait à des difficultés pratiques rendant impossible
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une fabrication rationnelle.
Conformément au procédé faisant l'objet de l'in- vention, des solutions bien plus concentrées peuvent être traitées avec un succès complet ; les solutions sont pré- parées avec des quantités particulièrement grandes de le- vure d'ensemencement, c'est à dire que la concentration de levure est, dès le début, très élevée. La concentration de levure reste élevée pendant tout le procédé de la fer- mentation, soin étant pris de ne jamais descendre en des- sous d'une limite inférieure déterminée, même quand la concentration de levure qui a augmenté par suite de la multiplication s'abaisse par suite de l'addition des solu- tions fraiches de matières premières.
Le principe du nouveau procédé sera exposé à l'aide de l'exemple de réalisation décrit ci-après. Les données numériques représentent des résultats d'essais pratiques, mais ils ne doivent pas être considérés comme valeurs dont dépende en aucune manière le procédé. Cedernier n'est pas davantage limité à un mode de travail quelconque , il peut être appliqué aussi bien d'une manière continue que d'une manière intermittente.
On prendra ici comme exemple un système de trois récipients de fermentation. Le premier récipient est char- gé d'une solution de mélasse diluée environ douze fois et demie et celle-ci est ensemencée après addition des ingré- dients usuels. Comme levure': d'ensemencement, on peut par exemple utiliser la levure pressée normale d'une opération antérieure, qui a été préalablement mélangée, par exemple dans le rapport de 5 à 1, avec de la levure-mère fraiche par exemple, la mère dite "quatrième" ou levure-mère obte- nue à la quatrième génération par multiplication de levure pure, c'est à dire une mère très riche en azote La quantité de levure ajoutée doit être telle,
que la con- centration de levure de la solution mise à fermenter s'élève
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à environ 18%. L'aérage a lieu alors immédiatement. Environ deux heures après, une certane partie, dans le cas étudié, un sixième du contenu du récipient, est transportée au se- cond récipient. Le premier récipient est en même temps re- chargé jusqu'au volume primitif, de la même quantité d'une solution de mélasse fraiche, mais de concentration plus élevée, environ 16 à 20. Ces solutions de mélasse fraiches concentrées sont d'abord additionnées de même des produits habituels, ainsi que de mère de levure fraîche, cette der- nière dans une proportion de 4% environ de la nouvelle so- lution.
A la fin des deux premières heures, la concentration de levure dans le premier récipient augmente d'environ 2,5%; elle s'élève alors à 20,5 ,' environ. Grâce à l'addition de le solution de mélasse concentrée fraiche, la concentration de levure dans le premier récipient, en tenant compte de la mère de levure qui y a déjà été ajoutée, est ramenée à peu près à la concentration de 18% du début. Après les deux heures suivantes, la concentration de levure s'élève de nouveau à 20,5%; un sixième de la solution contenant la levure est de nouveau retiré, le volume primitif étant ré- tabli par l'addition d'une solution de mélasse concentrée fraîche. Cette opération est répétée toutes les deux heures.
La solution à la concentration de levure de 20,5 %, transvasée du premier récipient au deuxième toutes les deux heures, contient encore environ 2% d'hydrates de carbone fermentescibles. Le reste des hydrates de carbone est trans- formé complètement par la levure, sous aération, pendant environ deux heures. La levure subit ainsi encore une aug- mentation d'environ 2,5 %, de sorte que la concentration de levure dans le second récipient s'élève finalement à 23%. les parties non fermentescibles de la solution de mélasse à 16-20%, continuellement ajoutée dans le premier récipient, arrivent donc de cette manière en leur totalité dans le second récipient. On peut se dispenser de l'addition des
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préparations nutritives courantes dans le second récipient.
Lorsque la levure a terminé sa multiplication en con- sommant les substances nutritives introduites dans le second récipient, le contenu de ce récipient est de même transporté, toutes les deux heures, dans le troisième récipient où a lieu le mûrissement de la levure. Le troisième récipient, contrai- rement aux précédents, ne comporte aucun dispositif d'aération; la levure atteint là son mûrissement sans aucune influence extérieure: les cellules se séparant les unes des autres, les cloisons de cellules se dévelop-pent,làs matières assimilées dans le protoplasme de la cellule s'ordonnent et s'équilibrent, etc... Lorsqu'il s'est écoulé deux heures, le contenu du troi- sième récipient peut être, en vue de la séparation de la levu- re, conduit aux péparateurs centrifuges ou analogues.
Les résultats obtenus par le procédé décrit sont éminemment favorables. L'accroissement de levure, il est vrai¯ , semble être faible par rapport à la concentration, cette der- nière ne variant que de 18% à 23%, ce qui ne représente qu' une augmentation d'environ 27 %. Mais, par rapport au poids de la mélasse traitée, cet accroissement de production de levure est très notable et dépasse très fortement les ren- dements allant jusqu'à 80% qui pouvaient être obtenus jus- qu'ici avec les procédés traitant des solutions très éten-, dues.
Les données numériques de l'exemple décrit peuvent être changées dans certaines limites, en tenant compte de leur ordre de grandeur. Des résultats avantageux peuvent être obtenus, entre autres, avec une solution initiale de concen- tration de levure de 12% et une concentration de mélasse de 10%. Dans le système à trois récipients considéré dans 1' exemple, le coefficient de multiplication de la levure peut être modifié en général, mais aussi en ce qui concerne la répartition de cette multiplication entre les deux premiers récipients.
Les intervalles de temps, ainsi que les propor- tions de quantité, dans lesquels les solutions de matières
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premières fraiches sont ajoutées dans le premier récipient, ou bien le contenu partiellement fermenté de ce dernier est transvasé dans le second'récipient, peuvent également être modifiés, en les adaptant de façon à satisfaire aux conditions de travail adoptées dans chaque cas particulier.
Sans un mode de réalisation préféré du procédé, la concentration initiale de levure ou d'hydrate de carbone est essentiellement toujours rétablie dans le premier réci- pient, mais ceci n'est pas une caractéristique indispensable du procédé ; il est seulement important que, d'une part, la concentration de levure, d'autre part, la concentration d'hydrate de carbone, soient maintenues au-dessus d'une li-. mite inférieure déterminiez La multiplication de la levure peut se produire en un seul stade,au lieu de deux stades décrits, ou bien, le cas échéant, en plus de deux stades; en d'autres termes, le procédé peut être mis en oeuvre dans un récipient unique, de même que dans plus de trois réci- pients.
Des solutions de matières premières fraiches ne sont avantageusement amenées qu'au premier récipient, mais le principe du procédé n'est pas changé, si une partie de la solution concentrée est conduite directement au second récipient.
Il résulte d'essais pratiques que les meilleurs résultats sont obtenus lorsque la concentration de mélasse et de levure choisie est de quatre ?. six fois plus élevée que la concentration de 3,2 - 3,8%, couramment usitée jusqu'ici, mais une amélioration des résultats se manifeste déjà pour une concentration de 8%.
Les pratiques courantes de la fabrication des le- vures peuvent être suivies dans le cadre de l'invention sans changements notables.
On peut naturellement utiliser avec le nouveau pro- cédé, non seulement de la mélasse, mais toute matière pre- mière servant à la production de levure, ainsi que des mélanges de ces matières entre elles ou avec la mélasse.
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Un autre avantage du nouveau procédé réside dans une très bonne utilisation de la capacité des récipients grâce à l'emploi d'une solution concentrée et à la rapide multiplication relative de la levure. Dans l'exemple dé- crit plus haut, il suffit d'une fraction de la capacité nécessaire pour le traitement des solutions diluées 25 fois qu'emploient les méthodes anciennes.
Un autre avantage du nouveau procédé réside dans le fait que la quantité totale de levure-mère fraîche est réduite d'un quart, par rapport aux procédés connus de pro- duction de levure à l'air. La levure obtenue par le nouveau procédé possède toutes les propriétés avantageuses d'une bonne levure pressée ; en particulier, sa force de gonfle- ment est très élevée.
Le rendement élevé en levure, obtenu avec le nou- veau procédé, semble être en relation avec le fait que la levure, répartie d'une manière dense, s'assimile immédia- tement l'alcool formé. Le rayon de multiplication de la levure est, on le sait, inférieur au rayon de fermentation, mais, dans le nouveau procédé, où la répartition du grand nombre de cellules de levure dans la solution est si dense, que les distances entre les cellules isolées ne sont pas supérieures au rayon de multiplication, la supériorité du rayon de fermentation' '.n'intervient pas d'une part, et d'au- tre part les conditions pour l'assimilation de l'alcool formé sont les meilleures qu'on puisse imaginer.
L'exactitude des hypothèses qui ont été faites plus haut ne peut pas encore être démontrée avec précision, mais elles constituent une base suffisante pour.l'établissement de la règle technique, grâce à laquelle la limite inférieure de la concentration élevée en levure et matière première, caraatéristique du nouveau procédé, peut être posée à peu près définitivement. Grâce à cette règle, la concentration de levure est avantageusement déterminée de telle manière que lea cellules de levure, dans la solution, soient dis-
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tribuées d'une manière si dense qu'il existe un certain rapport optimum entre la distance des cellules, d'une part, et les rayons de multiplication et de fermentation d'autre part.
D'après les essais pratiqués, cette limite inférieure de la concentration de levure est d'environ 8%.
On donnera maintenant deux exemples d'exploitation en fabrique, pour permettre de comparer le nouveau procédé avec le procédé par adduction qu'on âmploie jusqu'ici cou- ramment. L'exemple 1 représente un cas pratique du procédé par adduction ; l'exemple 2 comporte l'application du nou- veau procédé.
Ier exemple.
100 Kgs. de mélasse sont brassés. après addition des sels nutritifs normaux, avec 100 hectolitres d'eau.
Le moût est traité avec 250 kgs. de levure et aéré pendant une heure. On commence alors les opérations habituelles.
Pendant douze heures, on a.joute, d'une manière continue, au moût en fermentation, en plus des sels, une solution de 1150 Kgs. de mélasse dans un total de 200 hectolitres d'eau, la concentration de la solution de mélasse dans l'eau, aussi bien que la vitesse d'addition, variant de temps en temps suivant la pratique courante. Après les trois heures qui suivent, la fermentation est terminée et la levure est pressée.
Le volume de moût final s'élève à 315.hectolitres, le poids de la mélasse travaillée étant de 100 + 1150 = 1250 Kgs. La concentration moyenne de la mélasse, par rapport au volume du moût final est de 3,6 %. Le poids de la levure pressée est de 1150 Kgs. Il faut en déduire les 250 Kgs. de levure nécessaire à l'ensemencement. On a donc tiré 1150 - 250 = 900 Kgs. de levure de 1250 Kgs. de mélasse. Le rende- ment en levure, compté d'après la quantité de mélasse tra- vaillée, s'élève à 900 : 1250 = 72,5 %.
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2ème exemple.
50 Kgs. de mélasse sont brassés, après addition des sels habituels, avec 14 hectolitres d'eau.. Le moût est ensemencé par250 Kgs, de levure et aéré pendant une heure. Le moût en fermentation est alors additionne d'une, solution de 41,5 Kgs. de mélasse dans 2,3 hectolitres d'eau, c'est à dire une solu- tion de mélasse à 18%. Comme on le voit, la quantité de solution de mélasse utilisée s'élève à 1/6 du liquide en fermentation.
Après qu'on a opéré le mélange, avec la solution fraiche addi- tionnelle, la concentration de levure, qui avait augmente par la multiplication, s'abaisse dans la solution finale à 17-18%, c'est à dire à la concentration du début. Deux heures après, le liquide fermenté est de nouveau additionné d'une solution de mélasse à 18%, dans la proportion de 1/6 du liquide fermen- té pressent, de sorte que la concentration de levure initiale est à nouveau rétablie. On recommence ainsi toutes les deux heures. Evidemment, les sels nutritifs habituels sont ajoutés chaque fois en quantité correspondante. Lorsqu'il s'est écou- lé dix huitheures après la première addition , le mottt s'est augmenté jusqu'à 64 hectolitres. Après une période de mûris- sement de trois heures, la levure est préssée.
Le volume du moût final s'élève à 64 hectolitres, le poids de la mélasse travaillée est de 950Egs. En considé- rant le volume du moût final, la concentration de mélasse moyenne est de 14,8%. Le poids de levure pressée atteint 1150 Kgs., dont il faut déduire les 250 Kgs. utilisés pour l'ense- mencement. De 950 Kgs. de mélasse ont été tirés 1150 - 250 = 900 Kgs. de.levure. Par suite, le rendement en levure de la mélasse travaillée est de 900 : = 94,5 %. On peut éga- lement obtenir en fonctionnement normal des rendements supé- rieurs à 100%.