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  PROCEDE ET   INSTALLATION.POUR  LA   PRODUCTION!DE!LEVURE   ET.LA PRODUCTION   --D'ALCOOLS CONTINUES   
L'objets de Innvention, ce sont un procédé pour la formation de le- vure et la production d'alcool continues, moyennant lequel le moût contenant la levure et se trouvant dans un appareil de fermentation et de formation de levures est mis en circulation, et une installation pour la mise en oeuvre dudit procédé Cette invention a pour objet de régler,par un guidage spécial du moût en circulation, la teneur en air du moût, d'éliminer les quantités de chaleur qui se produisent, et d'obtenir le mélange parfait des quantités de solution mère à introduire avec les quantités de moût en circulation, et de plus, d'utiliser les quantités de moût désaérées en circulation,

   afin de détruire la mousseo Une autre tâche de l'invention c'est de régler la mul- tiplication de la levure par un circuit supplémentaire comportant un temps ré- glable de circulation du moût, tout en tenant compte, par des dispositions spéciales, des différentes durées d'assimilation des éléments nutritifs con- tenus dans la solution mère. 



   Le premier de ces problèmes est résolu par le fait que le moût est conduit en contre-courant par rapport aux bulles d'air ascendantes; le second, par le fait que la chambre de germination est divisée en différentes sections à circuits séparés pour le moût lesquelles sont branchées l'une der- rière l'autre.

   pour former une circulation commune, dont la durée de circula- tion peut être adaptée au temps de génération de l'espèce de levure dont il s'agit, avec addition d'un temps de mûrissement suffisante 
Si dans un tel procédé de formation de levure la levure générée doit être enlevée çontinûment, l'écoulement du moût contenant la levure sera égal à la quantité de solution mère introduire d'une manière continue,, la char- ge de la cuve restant constante, tandis que la teneur en substances nutritives de la solution correspondra à la teneur en levure du moût déterminée par la durée de circulation dans le circuit général et par la production pouvant être atteinte.

   L'introduction de la solution mère peut être faite de telle manière 

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 que les mêmes quantités de solution mère ayant la même teneur en substances nutritives sont introduites dans chaque compartiment de la cuve indépendam- ment de la contenance de ces compartiments, de telle sorte que le premier d'entre eux contiendra des substances nutritives en excès et que le dernier en contiendra relativement moins. 



   D'autre part, les teneurs en phosphate-et en azote des quanti- tés de solution mère introduites dans les divers compartiments peuvent être déterminées de telle manière qu'elles décroîtront dans le sens du circuit général, et que les pourcentages des teneur en sucre restent égaux ou bien qu'ils augmentent. 



   Si la teneur en levure du moût contenu dans la cuve doit rester la même, on augmentera les contenus des compartiments séparés de la chambre de germination de la cuve proportionnellement à la production actuelle de levure, ce qui aura pour effet de maintenir une durée de circuit égale, ou pres- que égale, pour chaque compartiment.

   Une chambre de mûrissement fait suite à la chambre de germination, et la quantité de moût qu'elle contient est déter- minée par la durée de circuit adaptée au temps de mûrissement de la levure Du fait que la durée de circulation du moût dans le circuit général doit assurer la production de levure et l'utilisation intégrale des substances nutritives, la circulation est réglée par une pompe montée dans la conduite du circuit, tandis que le réglage du remplissage des cuves de germination et de fermentation peut être réalisé au moment voulu en ajustant le niveau de l'écoulement du moût, ce qui permet, avec le réglage de la durée de cir- culation, l'adaptation très précise de la teneur en levure du moût à l'a- limentation en substances nutritives. 



   Lors de la production d'alcool, on peut, dans une chambre sup- plémentaire de fermentation, dans laquelle est amené le .moût s'écoulant du compartiment de mûrissement, introduire une solution de sucre correspondant à la quantité de moût amenée et la faire fermenter hors du circuit général, le moût lui-même étant également mis en circulation dans le but d'éliminer les quantités de chaleur qui se produisent. La valeur du contenu de la chambre de fermentation est donnée par la durée nécessaire à la fermentation et par la teneur en alcool de la quantité de moût augmentée par la solution de sucre introduite.

   Cette installation sert à séparer   Inactivité   fermenta- tive de l'activité végétative de la levure, et elle en diminue la charge   énergétique   en fonction de temps ainsi que la chaleur dégagé dans le temps. 



   D'autres détails de l'invention sont décrits ci-dessous et repré- sentés dans les figures ci-jointes; 
La figo 1 représente le schéma d'une installation de germination de levure comportant un double circuit, installation dans laquelle le moût compartimenté circule en sections distinctes dans le circuit II en'sens inver- se des bulles d'air ascendantes, et dans laquelle des sections distinctes sont ensuite branchées l'une après l'autre pour former un circuit commun I. 



   La fig. 2 représente, vue en coupe transversale, une section de l'installation pour la mise en oeuvre du procédé à contre-courante où le moût circule par pompage, à contre-courant des bulles d'air   ascendanteso   
La fig. 3 représente, sous forme de diagramme, la   multiplica-   tion de la quantité de levure Qa pendant une période de génération ;   contenus des sections distinctes situées dans la chambre de fermentation   représentée en fig. 1 sont représentés à une échelle proportionnelle à cette multiplication 
Dans l'installation pour la mise en oeuvre du procédé à contre- courant suivant la fig. 2, une pompe de réglage b est montée dans la conduite de circulation a.

   A l'extrémité supérieure de la   cuve 0   se trouve un dis- tributeur d qui divise sous forme de jets liquides le moût désaéré extrait par pompage du fond de la cuve et éventuellement amené sous pression dans ce dis- 

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 tributeuro Ces jets liquides détruisent la mousse se formant par suite de l'aération du moût. La conduite a de circulation conduit le moût à travers un refroidisseur e qui élimine les quantités de chaleur produites continuellement pendant la .germination de la levure. En vue de maintenir une épaisseur déterminée SH' de la couverture de mousse, un tamis ± est prévu dans la cuve c, au-dessus de la surface du moût, la mousse qui passe à travers les trous de ce tamis étant détruite par les jets de moût. Une installation d'aération g assure l'aération du moût se trouvant dans la cuve c.

   L désigne la conduite d'arrivée de l'air stérile. L' désigne la conduite d'évacuation de l'air. La solution mère NL est mélangée au moût dans la conduite de circulation a, et elle est répartie avec ce dernier d'une manière uniforme sur la surface du moût. FH désigne la hauteur de remplissage du moût dans la cuve de fermentation, SH désigne la hauteur de montée du moût consécutive à son aérationo Dans l'emploi du procédé à contre-courant une désaération spéciale du moût n'est pas nécessaire, étant donné que dans ce procédé.les bulles d'air sortent d'elles-mêmes du moût s'écoulant à leur rencontre . 



   Si la vitesse d'écoulement vm du moût dans le circuit II est; par exemple, à peu près égale à la vitesse ascensionnelle va des bulles, la valeur du volume d'air est donnée par la formule 
 EMI3.1 
 où ve désigne la vitesse d'introduction de l'air mesurée sur le plan de section horizontale de la cuve, et FH la hauteur de remplissage de cette cuve. 



   Le tableau ci-dessous montre que le volume d'air dans le moût aéré peut être réglé à volonté en faisant varier la vitesse de circulation vm du moût. 
 EMI3.2 
 
<tb> 



  Va <SEP> ve <SEP> vm <SEP> SH
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 4 <SEP> 1 <SEP> 1 <SEP> 1/2 <SEP> FH
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 4 <SEP> 1 <SEP> 2 <SEP> 1 <SEP> FH
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<tb> 
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<tb> 
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<tb> 4 <SEP> 1 <SEP> 2,5 <SEP> 2 <SEP> FH
<tb> 
 La surface de diffusion 0 en m2 qui est déterminante pour l'alimentation en oxygène nécessaire à la respiration des cellules de levure est fonction du volume d'air en m3 se trouvant dans le moût, suivant la relation 
 EMI3.3 
   ou   d désigne le diamètre en mm des bulles. 



   Si l'on imagine, suivant la réalisation représentée en fig. 1 plu- sieurs sections à contre-courant telles que décrites ci-dessus et branchées les unes à la suite des autres, en un circuit total, la cuve a, dans'ce cas- là, par exemple, contenant une chambre de fermentation VH composée de trois   chambres partielles il, i2, i3, ainsi qu'une chambre de mûrissement AR, chacune des sections ii - i et AR possède son propre circuit en contre-courant comprenant les pompes - b4 et les distributeurs dl-d4 pour la destruction   de la mousse, et en outre un refroidisseur el - e4 ainsi qu'un dispositif 

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 d'aération g approprié à sa   dimension.   Les hauteurs de remplissage FH,

   celles de montée SH consécutives à l'aération et les épaisseurs SH' de mousse de couverture doivent de préférence être toutes égales:) et les sections compor- tent des tamis f   (figo  2),dont la.distance au-dessus du niveau du moût est réglable. Des vannes RV servent au réglage des quantités NL1 - NL3 de solu- tion mère admises et des quantités d'air admises dans les sections par   -les   con- duites L pour l'air stérileo Le circuit total I est réglé par une pompe b5, tandis qu'un réglage supplémentaire de la quantité de moût contenue dans la cuve peut être obtenu en faisant varier la hauteur de remplissage FH dans cet- te cuve à l'aide d'un changement en hauteur de la sortie d'écoulement de la conduite de prise ho 
Si l'introduction de la solution mère et l'intensité d'aération doivent rester constantes,

   il est nécessaire que la teneur en levure du moût contenu dans la cuve reste constante, et que., à hauteurs de remplissage égales, les contenus des sections soient augmentés l'un par rapport à l'au- tre, dans une proportion correspondant à celle tirée du diagramme représen- té en fig. 30 
L'exécution du procédé et le fonctionnement continu de   l'instal-   lation sont les suivantes : 
La mise en marche de l'installation s'obtient d'abord en portant au double de la concentration choisie la moitié de la quantité chiffrée de levure ajoutée dans la   cuve.,   par exemple de 50 à 100 kg par mètre cube de moût. 



  Lorsque cette concentration est atteinte, le prélèvement de la levure produite par la multiplication s'opère d'une manière continue, la quantité de solution mère correspondant à la quantité de moût qui s'écoule,, et avec laquelle   l'accrois-     sement   de levure par seconde de la teneur en levure du moût de la chambre de fermentation est évacuée ce qui permet de déterminer la concentration de la mélasse et des sels nutritifs de la solution mère, en tenant compte de la pro- duction de levure à obtenir. 



   Si. par exemple), la cuve contient 1000 kg de levure à un taux de siccité de 25%, l'accroissement en levure à prélever par seconde (qs) et par suite la quantité de moût à prélever ou la quantité d'alimentation en solution mère se calcule d'après la formule 
 EMI4.1 
 où GZ désigne en secondes la durée de génération de l'espèce de la levure, et où Qa   =   1.000 kg. 



   Si en outre la teneur en levure du moût est de HC%, la quantité qm de moût à prélever par seconde est donnée par 
 EMI4.2 
 
C'est à cette quantité de moût que correspond alors la quantité de solution mère à introduire. 



   Si la teneur en levure contenue dans la cuve doit rester   constante,   les quantités de moût contenues dans trois sections pour une chambre de   germi-     nation à trois sections partielles croissent alors dans la proportion de 1,26 : 1,262 : 1,263, la première section de la cuve contient 26% de la quantité   totale de levure de la totalité de moût, la deuxième en contient 32,8%, et la troisième 41,2%.

   Bien que ces quantités de levure soient différentes d'une section à   l'autre,   il est avantageux d'introduire dans chaque section les   mêmes quantités NL1, NL2, NI. 3 de solution mère ayant la même teneur en substances nutritives, de sorte qu'une partie déterminée des sels nutritifs diffici-   lement assimilables séjourne plus longtemps .dans la cuve et que par conséquent toutes les substances nutritives de la solution mère peuvent être assimilées 

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 intégralement pendant:

  la durée de circulation., Si cela ne suffit pas, dans des cas particuliers,tels que par exemple pour abréger cette durée de circulation, on peut faire varier, d'une section à une autre, la concentra-   tion des quantités NL1 - NL3 de solution mère introduites dans les différentes sectipns de telle sorte que la teneur en phosphate et en azote dimi-   nue de section en section dans le sens du circuit général I, leur teneur en sucre restant égale, ou bien, si cela est nécessaire, que cette teneur crois- se, tandis que les quantités de solution mère destinées aux différentes sec- tions restent égales entre elles. 



   Pour la mise en oeuvre du procédé à double circuit conforme à l'inventions le moût peut aussi circuler dans les sections dans le même sens que celui des bulles d'air ascendantes.

Claims

R e v e n d i c a t i o n s .

@ 1) Procédé pour la production continue de levure avec introduction d'air sté- rile par des systèmes d'aération, caractérisé par le fait que le moût se trou- vant dans la cuve et contenant la levure est mis en circulation à contre-cou- rant par rapport aux bulles d'air ascendantes, étant mis sous pression hors de la cuve après être prélevé dans la cuve de fermentation près du fond de cel- le-ci, pour être refroidi pendant le refoulement et réintroduit dans la cuve par le haut en lui ajoutant de la solution mère, et pour passer par un dis- tributeurs que le mélange moût solution mère quitte, divisé sous forme de jets agissant sur la mousse produiter pendant la germination, en maintenant,

pen- dant la génération de la levure par aération la surface de diffusion des bul- les d'air nécessaire à l'alimentation constante en oxygène des cellules de le- vure et la durée de séjour de ces cellules dans le moût.pendant la génération de levure requise jusqu'à l'appauvrissement admissible en oxygène des bulles d'air.

2) Procédé pour la production de levure suivant 1) caractérisé par le fait que dans une cuve commune divisée en sections le moût est prélevé dans chaque sec- tion près du fond de celle-ci, mis sous pression hors de la cuve, refroidi pendant le refoulement, et réintroduit dans la cuve par le hauts en lui ajou- tant de la solution mère, et conduit dans un distributeur, que le mélange moût- solution mère quitte. divisé sous forme de jets agissant sur la mousse pro- duite pendant la germination, le moût s'écoulant d'une section dans la sec- tion suivante par le circuit (I), dont la durée de circulation est réglable.

3) Procédé pour la production de levure suivant 1) et 2), caractérisé par le fait que plusieurs sections de la cuve sont branchées l'une derrière l'autre pour former un circuit commundont la durée de circulation est réglable afin de régulariser la multiplication de levure et pour tenir compte de diffé- rentes durées d'assimilation des éléments nutritifs introduits, le moût cir- culant dans les différentes sections de la cuve de germination dans le même sens que celui des bulles d'air ascendantes.

4) Procédé pour la production de levure suivant 1) - 3), caracté- risé par le fait que la multiplication de levure est prélevée continûment de manière que, le remplissage de la cuve restant constante, l'écoulement du moût est réglé de manière à être égal à la quantité de solution mère intro- duite, et que la teneur en éléments nutritifs de la solution mère corresponde à la teneur finale en levure déterminée par la durée de circulations et à la production pouvant être atteinte.

5) Procédé pour la production de levure suivant 1) - 4), caracté- risé par le fait que, pour obtenir des cellules séparées complètement mûries, la durée de circulation du circuit supplémentaire est adaptée à la durée de génération de l'espèce considérée de levure avec l'addition d'une durée de mû- rissement suffisante. <Desc/Clms Page number 6>

6) Procédé pour la production de levure suivant 1) - 5) caractéri- sé par le fait que chaque section de la cuve de germination reçoit séparé- ment de la solution mère, chaque section, indépendamment de son volume, re- cevant la même quantité de solution mère ayant la même teneur en substances nutritives,de telle manière que la première section reçoit des substances nu- tritives en excès et que la dernière section en reçoit relativement moinso 7) Procédé pour la production de levure suivant 1) - 5), caracté- risé par le fait que chaque section reçoit de la solution mère séparément, la teneur en phpsphate et en azote de la solution décroissant dans le sens de la circulation, tandis que la teneur en sucre reste égale en pourcentage.

8) Procédé pour la production de levure suivant 1) - 5) caracté- risé par le fait que chaque section reçoit de la solution mère séparément, la teneur en phosphate et en azote décroissant dans le sens de la circula- tion, alors que la teneur en sucre augmente de façon correspondanteo 9) Installation pour la mise en oeuvre du procédé en contre-cou- rant suivant 1) caractérisé par le fait de comporter les parties suivantes :

une cuve de fermentation fermée (c), au fond de laquelle le moût est prélevé par une conduite de circulation (a) moyennant une pompe de réglage (b) et refoulé vers le haut à travers un refroidisseur (e), une conduite pour la solution mère (NL) avec vanne régulatrice (RV), laquelle est montée dans ladite conduite qui débouche dans la conduite de circulation avant que cette dernière entre dans la cuve (c), un distributeur (d) monté au bout de la con- duite de circulation (a) et que le mélange moût-solution mère y introduit quit- te en jets divisés agissant sur la mousse qui monte au-dessus du tamis (f), un système d'aération (g) avec conduite (L) pour l'amenée d'air, dans laquel- le est montée une vanne régulatrice (RV) et une conduite (L') pour l'air éva- cué.

10) Installation pour la mise en oeuvre du procédé pour la produc- tion de levure en contre-courant et circuit double suivant 1) et 2) caracté- risée par une cuve fermée divisée en plusieurs, par exemple trois sections il, i2, i3, et une section de mûrissement (AR), le moût dans toutes ces sections etant prélevé au fond de chacune d'elles par une pompe (b1-b4), mis sous pression, refoulé vers le haut par un distributeur Ce, =64) et, après adjonction séparée de solution mère aux sections-de génération (il-i3) intro- duit, par les conduites (NL1, NL2, NL3) dans un distributeur (d1, d2, d3) d'où il sort sous pression, divisé en jets pour agir sur la mousse montant à travers les tamis (f1, f2, f3), le moût passant de la première section dans la deuxième, de la dans la troisième et de celle-ci dans la quatrième sec- tion,

au fond de laquelle, par une conduite de circulation où une pompe de circulation est montée, il est conduit sous pression sur la cuve, d'où le moût en circulation est ramené à la première section (il), le contenu des diverses sections (i1-i3) de la chambre de germination (VH) de la cuve (c) augmentant à proportion de la multiplication correspondante de levure, de sorte que la teneur en levure du moût dans la chambre de germination (VH) reste constante et que la durée de circulation du moût à travers ces sections est toujours la même ou à peu près la même, alors que la durée de circulation pour la section de mûrissement (AR) est adaptée au temps de mûrissement de 1-'espèce de levu- re considérée.

11) Installation pour la mise en oeuvre du procédé pour la produc- tion de levure en contre-courant et double-circuit suivant 1) et 2) compor- tant plusieurs sections de la cuve ('1-'3) et une section de mûrissement (AR) branchée derrière elles, avec le circuit général (I) reliant toutes les sections, caractérisée par le fait que la durée de circulation du moût dans le circuit général est réglée par une pompe (b5) montée dans la conduite de circulation alors qu'un réglage supplémentaire du niveau du contenu de la cuve se fait en ajustant la hauteur de l'écoulement du moût (h), et que, de ce fait, la quantité de levure à prélever par seconde est réglée dans des limites dé- .

terminées <Desc/Clms Page number 7> 12) Installation pour la mise en oeuvre du procédé suivant 1) - 8) caractérisée par le fait que la production d'alcool est obtenue dans une cuve supplémentaire, où le moût s'écoulant de la section de mûrissement (AR) est introduite pour y être fermenté sous l'action de l'addition d'une quantité correspondante de solution de sucre hors du circuit général, le moût étant, dans cette cuve supplémentaire de .fermentation, pompé :également à part, en contre-courant, à travers un refroidisseur afin'd'en éliminer la chaleur dégagée par la fermentation, la quantité du moût contenue dans cette cuve de fermentation étant déterminée par la quantité d'alcool produite dans la cuve de fermentation, et par la vitesse de fermentation de sa te- neur en levure.