BE438963A - - Google Patents

Description

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  "Procédé pour la fermentation continue d'hydrates de carbone, à l'aide de bactéries sporifères produisant du butanol" 
Il est connu de faire fermenter des hydrates de carbone à l'aide de bactéries produisant du butanol et de l'acétone, par exemple clostridium   acetobutylicum,   clostridium saccharoacétobutylicum, clostridium   inverto-acetobutylicum,   bacillus tertyl, bacillus butylicus Fitz, bacillus   butylicus   Boinot-Firmin, bacillus granulobacter pectinovorum, bacterium amylobacter A.M. et Bredemann, etc.., le produit de la fermentation se composant de butanol, d'acétone et d'éthanol dans une proportion approximative de 6 : 3 :1.

   Il est connu en outre que, moyennant des conditions de fermentation appropriées, certaines des bactéries précitées réduisent partiellement 

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 l'acétone formé, en alcool isopropyliqueo Dans tous ces procédés connus, le moût appelé à fermenter est ensemencé avec une grande quantité d'une culture d'élevage qui se trouve en pleine fermentation, la fermentation du moût étant ensuite conduite jusqu'à. l'achèvement. Comme le pouvoir diastatique des bactéries du butanol s'épuise très rapidement, il est impossible d'ensemencer continuellement une nouvelle quantité de moût frais avec du moût fermenté, de sorte que la fermentation doit toujours être amorcée à l'aide d'une nouvelle culture d'élevage en pleine fermentation (voir bre- 
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 vets américain Fernbach NO 1.044.368 et anglais Waizmaxirr No 5/1915). 



   Il est vrai que, d'après le brevet allemand   372.762,   on aurait réussi à réaliser une fermentation continue à l'aide du bacille butylicus Boinot-Firmin, sans que le fermant présente des phénomènes de dégénérescence; cependant, les propriétés diastati- ques du bacille butylicus B.Fo subissent également, au bout de quelques générations, un affaiblissement marqué, et la ferrnentation s'arrête plus ou moins à la formation de l'acide butyrique ou de l'acide acétique, sans que s'amorce la deuxième phase de la fermentation, c'est-à-dire la réduction en butanol et en acétone.

   Pour cette raison, le brevet allemand   572.762   fait d'ailleurs remarquer que l'ensemencement du bouillon frais doit s'effectuer par une portion de moût en pleine fermentation, la portion formant semence étant prélevée au moment propice sur le moût en pleine   fermentation.   



  Suivant le brevet allemand 660.487, on essaie de tirer parti du cycle de croissance (bâtonnets-clostridies-spores) des bactéries produisant du butanol, en vue de réaliser une fermentation continue, en ce sens que l'ensemencement du moût frais s'opère au moment où s'achève la croissance végétative (formation de clostridies). D'après les indications de ce dernier brevet, il serait possible d'opérer jusqu'à quatre fois la fermentation dans un moût frais ; toutefois, après le quatrième échelon, il se produit, ici également, une dégénérescence marquée du clostridium acetobutylicum et la fermen- 

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 tation ne s'opère pas jusqu'à la formation du butanol et de   l'acêto   ne. Dans ce même brevet on fait en outre remarquer que la   dégéné-   rescence peut se produire parfois plus tôt. 



   Finalement, il est connu, lors de la préparation de butanol et d'acétone par fermentation, d'utiliser, pour l'ensemencement, des cultures qui na comportent pas de formes végétatives et qui contiennent exclusivement des spores; à cette fin, on chauffait les cultures à environ 95  C. pendant un court laps de temps, en vue de détruire les formes végétatives. 



   Dans ce procédé, on était lié à l'emploi de cultures spéciales pour l'ensemencement. 



   Conformément à la présente invention, et contrairement aux procédés décrits ci-dessus, on propose, pour réaliser une fermentation continue., d'ensemencer le moût frais avec du moût fermenté qui avait été chauffé - pour permettre la séparation par distillation, des produits de la fermentation - non pas pendant un court laps de temps, mais pendant une durée prolongée, au moins à 100 C., c'est-à-dire à une température généralement supérieure, mais en aucun cas inférieure à 1000 C. 



   Contrairement à ce qui a été supposé jusqu'à présent (brevet allemand 372.762), à savoir, que les spores du bacille butylicus   B.F.   ne résistent à. une température de 95  C. que pendant cinq minutes, on a constaté que les spores de toutes les bactéries produisant du butanol et de l'acétone résistent, sans subir la destruction, à une température de 100 - 105   C., pendant un laps da temps beaucoup plus long, pouvant dépasser une heureo Par conséquent, on peut facilement séparer, par distillation dans un alambic ou dans une colonne de distillation de hauteur modérée, les produits de la distillation d'avec un bouillon fermenté, sans détruire les spores contenues dans ce bouillon. la vinasse obtenue peut ensuite être utilisée sans difficultés pour l'ansemencement d'un bouillon frais. 



   Comme il suffit, pour un tel ensemencement, d'adjoindre au 

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 moût frais 10-15% de sa quantité de vinasse, cette dernière peut être introduite à l'état très chaud - donc à l'abri de toute infection externe - et telle qu'elle est prélevée de l'alambic ou de la colonne de distillation, dans un moût frais, froid et stérilisé, de façon à porter ce dernier, par cette adjonction même, à la température de 37  C., favorable à la fermentation.

   On a constaté que, dans le cas de telles fermentations continuellement reprises, les bactéries qui se développent en partant des spores poursuivent leur cycle de croissance presque toujours jusqu'à la formation de spores ou de clostridies et qu'à la fin de la fermentation les moûts ne contiennent presque pas de formes végétatives (bâtonnats)En même temps, le pouvoir diastatique des bactéries qui se développent en partant des spores   augmente,   de telle sorte que, lors de la fermentation, l'acétone formé est encore réduit dans une large mesure en alcool isopropylique. 



   Comme, dans le cas de bactéries produisant du butanol, il s'agit d'anaérobies, il est avantageux, lors de la mise en train de la fermentation, de refouler l'air contenu dans la chambre de fermentation au-dessus du moût, par un gaz inerte, par exemple l'azote, ou par le gaz produit par la fermentation, et qui s'échappe d'une cuve en pleine fermentation, ce dernier gaz comportant 45% en volume d'hydrogène et 55% en volume d'acide carbonique.

   On peut soumettre à la fermentation les moûts les plus divers contenant des hydrates de carbone, tel que les moûts de pomnes de terre, de mélasse ou de diverses espèces de céréales; on peut cependant employer tout aussi bien les moûts d'autres liquides contenant des hydrates de carbone, par exemple des lessives résiduaires sulfitées rendues propres à la fermentation suivant le brevet allemand 635.572 et son addition 659. 389. 



   E x e m p 1 e . 



   100 litres d'un moût de pommes de terre à 6  Bg., additionnés de 0,025% de phosphate d'ammonium et de   0,025%   de sulfate de 

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 magnésium à titre de sala nutritifs et de 0,2% de carbonate de calcium précipité, destiné à agir comme substance tampon, contre l'hyperoxydation, sont ensemencés avec 15-20 litres d'une culture d'élevage de clostridium acetobutylicum, dans laquelle la formation des clostridies venait précisément de commencer, et - après refoulement de l'air qui se trouve au-dessus du moût dans le vase clos de fermentation, par de   l'azote -   laissés à la fermentation, à 37% C.

   Après la fermentation, qui dure environ 3 jours et dont la fin est reconnaissable à la cessation du développement des gaz, on transvase 20 litres de ce moût dans un alambic, où on les débarrasse des alcools et de l'acétone formés au cours de la fermentation. 



  Le distillat est ensuite introduit dans la masse principale du moût, en cours de distillation dans une colonne, tandis que la vinassa est introduite, à l'état très chaud, dans une nouvelle charge de moût de 100 litres, stérilisée   comme   indiqué   ci-dessus,   le tout étant mis à fermenter dans une cuve close, après le refoulement de l'air par les gaz produits dans une autre cuve en pleine fermentation. 



  Une fois que la fermentation da la dite nouvelle. charge de moût est terminée, on procède   comme   ci-dessus, en prélevant une partie du moût et en la distillant en vue de la séparation des alcools, la vinasse étant utilisée pour l'ensemencement d'une nouvelle charge de moût. 



   Dans un cycle de fermentation effectué 30 fois de la manière décrite ci-dessus, on obtient en moyenne, par m3 de moût utilisé, 16 litres de produits organiques de la fermentation, lesquels se composent de 76% d'alcool butylique n., de 18% d'alcool isopropylique, de   3,5 %   d'alcool éthylique et de 2,5 % d'acétone. 



   REVENDICATIONS. 

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Claims (1)

1. 1 - Procédé pour la fermentation continue de matières hydrocarbonées, à l'aidede bactéries produisant du butanol et de l'acétone, dans lequel la fermentation est amorcée par de la matière d'ensemen- <Desc/Clms Page number 6> cement qui ne contient, en substance, que des spores des bactéries précitées, caractérisé en ce qu'on emploie, pour l'ensemencement, une substance obtenue en chauffamt au moins à 1000 C., une partie du moût d'un échelon de fermentation précédant.

   2 - Procédé suivant revendication 1, caractérisé en ce qu'on emploie, pour l'ensemencement du moût, une partie de la vinasse provenant d'un échelon de fermentation précédent.

   3 - Procédé suivant revendications 1 et 2, caractérisé en ce que, préalablement à l'amorçage de la fermentation, l'air contenu dans la chambre de fermentation est chassé par un gaz inerte, par exemple par de l'azote ou par le mélange d'hydrogène et d'acide carbonique, qui se développe au cours de la fermentation qui produit du butanol et de l'acétone.