EP4508024A1 - Procédé d'obtention d'acétoïne - Google Patents

Procédé d'obtention d'acétoïne

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Publication number
EP4508024A1
EP4508024A1 EP23722431.6A EP23722431A EP4508024A1 EP 4508024 A1 EP4508024 A1 EP 4508024A1 EP 23722431 A EP23722431 A EP 23722431A EP 4508024 A1 EP4508024 A1 EP 4508024A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
acetoin
hydrophilic
medium
obtaining
membrane
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP23722431.6A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Pierre TIBAYRENC
Ahmed YAHIA
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Lesaffre et Cie SA
Original Assignee
Lesaffre et Cie SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Lesaffre et Cie SA filed Critical Lesaffre et Cie SA
Publication of EP4508024A1 publication Critical patent/EP4508024A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C45/00—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds
    • C07C45/78—Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives
    • C07C45/786—Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives by membrane separation process, e.g. pervaporation, perstraction, reverse osmosis
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C49/00—Ketones; Ketenes; Dimeric ketenes; Ketonic chelates
    • C07C49/04—Saturated compounds containing keto groups bound to acyclic carbon atoms
    • C07C49/17—Saturated compounds containing keto groups bound to acyclic carbon atoms containing hydroxy groups

Definitions

  • the present invention relates to a process for obtaining acetoin from a medium comprising it, the process comprising a step of dehydration by pervaporation using a hydrophilic membrane.
  • This process makes it possible to isolate and purify acetoin satisfactorily, both from the point of view of quality and yield. In addition, it eliminates the use of solvents and avoids the generation of impurities.
  • Acetoin (3-hydroxybutanone) is a chiral organic molecule with the formula C4H8O2 belonging to the class of hydroxylated ketones and comprising two enantiomeric forms.
  • Acetoin includes two functional groups, a hydroxyl group and a carbonyl group, which make it particularly reactive and prone to decomposition, particularly into acetaldehyde.
  • Acetoin is found in trace amounts in many foods, including grapes, raspberries, apples, bananas, corn, honey and coffee. This molecule is also present in certain cheeses or certain meats. Finally, this molecule is also a synthetic intermediate in the sugar metabolism of certain microorganisms.
  • Acetoin is, along with diacetyl (2,3-butanedione), one of the molecules that gives butter its characteristic flavor. It can be used as a flavoring agent.
  • Acetoin is frequently used particularly in the food industry, particularly in the areas of dairy products, drinks, bakery, pastries and pastries, to give a “butter flavor” to products. including.
  • regulations require the use of acetoin with a high degree of purity, for example at least 95% (see EC Regulation No. 1334/2008).
  • Acetoin is also used in other fields, particularly in the fields of perfumery, pharmacy and tobacco. Acetoin can be obtained from chemical synthesis processes or biological processes.
  • Chemical synthesis processes can use, for example, 2,3-butanedione and 2,3-butanediol as raw materials.
  • Biological processes can use wild microorganisms, selected microorganisms or recombinant microorganisms.
  • Recombinant microorganisms are known which do not naturally produce acetoin or produce it at too low a yield and/or as a synthesis intermediate.
  • recombinant microorganisms have been obtained from the following microorganisms: Bacillus subtilis, Bacillus pumilus, Bacillus methanolicus, Bacillus licheniformis, Corynebacterium glutamicum, Escherichia coli, Lactococcus lactis, Saccharomyces cerevisiae and Serratia marcescens.
  • the quantity and quality of the product obtained may not be sufficient, particularly for use in the food industry and pharmacy.
  • a medium can be obtained comprising impurities, in particular acetoin by-products, organic residues (biomass) if obtained with a biological process, as well as other molecules. It is therefore necessary to isolate and purify acetoin from the medium containing it.
  • a number of purification techniques are known, for example distillation, liquid-liquid extraction or salting-out extraction.
  • the effectiveness of these techniques, in particular distillation, can be limited by the fact that acetoin forms an azeotropic mixture with water, the separation then being hampered or limited as soon as the liquid phase and the gas phase reach the same water/acetoin composition.
  • the invention firstly relates to a process for obtaining acetoin from a medium to be treated, the process comprising a step of dehydration by pervaporation using a hydrophilic membrane, to obtain a dehydrated medium comprising at least 70 % acetoin, by total weight of the treated medium.
  • the hydrophilic membrane is selected from the group consisting of hydrophilic polymeric membranes, hydrophilic inorganic membranes, hydrophilic two-dimensional material-based membranes, hydrophilic mixed matrix membranes, or membranes derived therefrom.
  • the hydrophilic membrane is a hydrophilic silica-based membrane or a hydrophilic membrane derived therefrom.
  • the hydrophilic silica-based membrane is obtained from organoalkoxysilane precursors.
  • an underpressure of -700.10 5 mPa or more is applied at the permeation surface of the hydrophilic membrane.
  • the dehydration step is carried out in the absence of solvents and/or inorganic salts.
  • the method comprises a step of pretreatment of the medium to be treated implemented, before the step of dehydration, by a technique selected from the group consisting of centrifugation, front filtration, microfiltration and nanofiltration.
  • the method comprises a posttreatment step of the treated medium implemented, after the dehydration step, by distillation.
  • the medium comprising acetoin is obtained by a biological process carried out using recombinant microorganisms.
  • the recombinant microorganisms are yeasts belonging to the genus Saccharomyces.
  • the invention secondly concerns acetoin, obtained from the process described opposite.
  • the invention thirdly concerns the use of a hydrophilic membrane, as described opposite, to obtain acetoin.
  • the present invention makes it possible to meet the needs expressed above.
  • the inventors demonstrated that acetoin can be isolated and purified satisfactorily, both in terms of quality and yield, by selecting hydrophilic membranes.
  • hydrophilic membranes By using such membranes, only water and hydrophilic compounds migrate through the membrane into the permeate (filtrate), while acetoin remains in the retentate (treated medium), resulting in gradual and satisfactory dehydration of the membrane. acetoin.
  • This pervaporation dehydration technique also makes it possible to overcome the separation constraints associated with the formation of azeotropic mixtures.
  • liquid-liquid extraction technique has the disadvantage of being carried out with solvents, for example ethyl acetate, used in large quantities. Furthermore, disadvantageously, the inventors have demonstrated that this technique leads to the formation of impurities, for example methyl allyl acetate, a reaction product between acetoin and ethyl acetate. Finally, this technique does not make it possible to obtain acetoin that can be labeled “natural”.
  • hydrophilic membrane makes it possible to obtain a process with improved performance compared to a process using an organophilic membrane, i.e. say a higher yield and a higher degree of dehydration and those although water is initially the majority in the medium.
  • Figure 1 represents a graph of the concentration of acetoin and water (% by weight) in the retentate as a function of time (min).
  • Figure 2 represents a graph concerning the concentration of acetoin in the retentate (% by weight) and the underpressure at the level of the permeation surface (.10 5 mPa) as a function of time (min).
  • the present invention relates to a process for obtaining acetoin from a medium comprising it (medium to be treated), the process comprising a step of dehydration by pervaporation using a hydrophilic membrane.
  • the dehydration step consists of bringing the medium to be treated into contact with a first surface of the hydrophilic membrane and applying underpressure at the level of the permeation surface (second surface) of the hydrophilic membrane.
  • the underpressure applied at the permeation surface of the hydrophilic membrane is -700.10 5 mPa or more, preferably from -300.10 5 to -0.1.10 5 mPa, very preferably from -100.10 5 to -10 5 mPa.
  • the underpressure is defined in relation to the pressure at the surface in contact with the medium to be dehydrated.
  • the temperature applied to the power supply is 150°C or less, preferably 5 to 100°C, very preferably 30 to 90°C.
  • a permeate is therefore gradually formed comprising the water and the hydrophilic compounds having migrated through the hydrophilic membrane (medium to be eliminated), while the residual medium, comprising acetoin, forms the retentate (treated medium).
  • hydrophilic membrane we mean a membrane which preferentially allows permeate, water and hydrophilic molecules to pass through.
  • the hydrophilic membrane can be chosen from the group consisting of hydrophilic polymeric membranes, hydrophilic inorganic membranes, membranes based on hydrophilic two-dimensional membranes, mixed-matrix membranes. hydrophilic membranes) or the hydrophilic membranes derived therefrom; preferably the hydrophilic membrane is an inorganic membrane or a hydrophilic membrane which is derived therefrom.
  • the hydrophilic inorganic membrane can be chosen from the group consisting of membranes based on hydrophilic zeolites, membranes based on hydrophilic silica, membranes with a hydrophilic metal-organic framework (MOF) membranes, membranes with a hydrophilic covalent organic framework (COF) membranes or hydrophilic membranes derived therefrom; preferably the hydrophilic inorganic membrane is a membrane based on hydrophilic silica or a hydrophilic membrane derived therefrom; very preferably the hydrophilic inorganic membrane is a hydride membrane based on hydrophilic silica.
  • Silica-based hydride membranes are indifferently called organic-inorganic silica membranes, organosilica membranes or organosilica hydrid membranes. ").
  • the hydrophilic silica-based hydride membrane may be chosen from the group consisting of hydrophilic pendant-type organosilica membranes or bridged-type silica-based hydride membranes. organosilica membranes”) hydrophilic; preferably hydrophilic bridged silica-based hydride membranes.
  • organosilica membranes hydrophilic; preferably hydrophilic bridged silica-based hydride membranes.
  • Hybrid membranes based on silica are known (see the review by X. Ren entitled “Organosilica-based membranes in gas and liquid-phase separation”, Membranes, 2019, 9, 107; the work entitled “Pervaporation, vapor permeation and membrane distillation - Principles and applications”, Ed.
  • Hybrid membranes based on bridged silica can be obtained from organoalkoxysilane precursors (monomers), that is to say alkoxysilane precursors comprising organic groups.
  • the organoalkoxysilane precursor can be chosen from organoalkoxysilane precursors comprising one, two, three or more silica atoms.
  • the organoalkoxysilane precursor comprising a silica atom may be chosen from the group consisting of methyltrimethoxysilane (MTMS), methyltriethoxysilane (MTES), phenyltriethoxysilane (PhTES), hydroxymethyl(triethoxy)silane (HMTES), 3-aminopropylriethoxysilane (APTES) and their mixtures.
  • MTMS methyltrimethoxysilane
  • MTES methyltriethoxysilane
  • PhTES phenyltriethoxysilane
  • HMTES hydroxymethyl(triethoxy)silane
  • APTES 3-aminopropylriethoxysilane
  • the organoalkoxysilane precursor comprising two silica atoms can be chosen from the group consisting of bis(triethoxysilyl)methane (BTESM), 1 -2-bis(triethoxysilyl)ethane (BTESE), 1,3-bis(triethoxysilyl)propane ( BTESP), 1,8-bis(triethoxysilyl)octane (BTESO), 1-2-Bis(triethoxysilyl)ethylene (BTESEthy), 1,2-bis(triethoxysilyl)acetylene (BTESA), 1,4- bis(triethoxysilyl)diacetylene (BTESDA), bis(trimethoxysilyl)norbornane (BTMS-Nor), 1,2-bis(triethoxysilyl)benzene (BTESB), 2,5-bis[2-triethoxysilyl)ethyl]-1 ,4-dioxane (BTES
  • the organoalkoxysilane precursor can be chosen from the group consisting of TTESPT, TESE-POSS, MTMS, MTES, PhTES, HMTES, APTES, BTESM, BTESE, BTESP, BTESO, BTESEthy, BTESA, BTESDA, BTMS-Nor, BTESB, BTES-ED, BTESPA, BTES-Ac, BTPP, BTESMOU/BTESMPU, TTESPT, TESE-POSS and their mixtures; preferably the organoalkoxysilane precursor is chosen from the group consisting of BTESM, BTESE and their mixture; very preferably the organoalkoxysilane precursor is BTESE.
  • the organic group can be used to functionalize the alkoxysilane precursors.
  • Silica-based hydride membranes can be subject to additional treatment, for example with metals.
  • Hydrophilic membranes are available commercially, for example under the name Hybsi® from Hybsi® (Pervatech®).
  • the medium to be treated corresponds to the starting product (non-pretreated medium) or alternatively to the intermediate product (pretreated medium) having previously undergone a pretreatment step.
  • the terms “medium”, “composition”, “solution” and “substrate” can be used interchangeably to designate the medium to be treated (and the treated medium if applicable).
  • the medium to be treated may comprise from 2 to 50%, preferably from 6 to 30%, of acetoin, by total weight of the medium.
  • the medium to be treated may comprise from 1 to 5%, or from 5 to 10%, or from 10 to 15%, or from 15 to 20%, or from 20 to 25%, or from 25 to 25%. 30%, or 30 to 35%, or 35 to 40%, or 40 to 45%, or 45 to 50%, of acetoin, by total weight of the medium.
  • Acetoin can be present in the form of its enantiomer (3R)-3-hydroxybutanone (natural enantiomer), its enantiomer (3S)-3-hydroxybutanone or the mixture of these two enantiomers (including their racemic mixture).
  • the medium to be treated is an aqueous medium.
  • the medium to be treated may comprise at least 15%, preferably at least 45%, very preferably at least 65%, of water, by total weight of the medium.
  • the medium to be treated can be obtained from a chemical synthesis process or from a biological process.
  • the treated medium may comprise at least 70% (70 to 99%), preferably at least 80% (80 to 99%), very preferably at least 90% (90 to 99%), of acetoin, by weight. total middle.
  • the dehydrated medium may comprise from 70 to 75%, or from 75 to 80%, or from 80 to 85%, or from 85 to 90%, or from 90 to 95%, or from 95 to 99 %, of acetoin, by total weight of the medium.
  • the treated medium may comprise 30% or less (1 to 30%), preferably 20% or less (1 to 20%), very preferably 10% or less (1 to 20%), water. and additional compounds (impurities), by total weight of the medium.
  • the dehydration step is carried out in the absence of solvents, for example ethyl acetate, methyl tert-butyl ether, butyl acetate, dimethyl carbonate, diethyl ether, diethyl carbonate, ethanol, methanol, acetone, isopropanol, acetonitrile, dichloromethane and/or chloroform.
  • solvents for example ethyl acetate, methyl tert-butyl ether, butyl acetate, dimethyl carbonate, diethyl ether, diethyl carbonate, ethanol, methanol, acetone, isopropanol, acetonitrile, dichloromethane and/or chloroform.
  • solvents for example ethyl acetate, methyl tert-butyl ether, butyl acetate, dimethyl carbonate, diethyl ether, diethyl carbonate, ethanol, methanol, acetone
  • the dehydration step is carried out in the absence of inorganic salts, for example ammonium sulfate, magnesium sulfate, sodium sulfate, copper sulfate, calcium chloride, potassium hydrogen phosphate (dipotassium phosphate), potassium pyrophosphate, sodium carbonate and/or potassium carbonate.
  • inorganic salts for example ammonium sulfate, magnesium sulfate, sodium sulfate, copper sulfate, calcium chloride, potassium hydrogen phosphate (dipotassium phosphate), potassium pyrophosphate, sodium carbonate and/or potassium carbonate.
  • the method may include a step of pretreatment of the medium to be treated, implemented before the dehydration step.
  • the medium to be treated is pretreated and the pretreated medium, thus obtained, is subsequently dehydrated.
  • a pretreatment step can be implemented to eliminate suspended solids in the medium to be treated.
  • a pretreatment step can be implemented when the acetoin is produced by a biological process and the medium to be treated therefore comprises biomass.
  • the medium comprising acetoin is obtained from a biological process, it may comprise biomass.
  • biomass we mean organic matter of bacterial or fungal, plant or animal origin, preferably organic matter of bacterial or fungal origin.
  • the biomass may include whole microorganisms (living or dead), residues of these microorganisms (residues of nuclei, organelles, cytoplasm, membrane , etc.) and molecules produced by them (proteins, carbohydrates, lipids, etc.).
  • the medium to be treated (not pretreated) may comprise from 1 to 20%, preferably from 1 to 10%, of dry biomass, by total weight of the medium.
  • the pretreatment step can make it possible to eliminate at least 80%, preferably at least 90%, of the dry biomass contained in the medium to be dehydrated.
  • the pretreatment step can be chosen by the techniques consisting of centrifugation, frontal filtration, microfiltration, ultrafiltration, nanofiltration or any other conventional clarification technique.
  • the process may include a post-treatment step of the treated medium (retentate), carried out after the dehydration step.
  • a post-treatment step can be implemented to increase the purity of the acetoin.
  • the post-treatment step can be carried out by distillation.
  • the process according to the invention is particularly advantageous, in that it makes it possible to overcome the difficulties encountered when carrying out direct distillation, due to the formation of an azeotropic water-acetoin mixture.
  • the medium comprising acetoin can be obtained by a chemical synthesis process.
  • the medium comprising acetoin can be obtained by a biological process.
  • the biological process can be implemented using microorganisms, in particular wild microorganisms, selected microorganisms or recombinant microorganisms.
  • Wild microorganisms are microorganisms that naturally produce acetoin at usable concentrations.
  • the selected microorganisms are microorganisms with improved performance in terms of acetoin production.
  • Recombinant microorganisms (genetically modified) - not naturally producing acetoin or producing it at too low a yield and/or as a synthesis intermediate - can be chosen from the group consisting of Bacillus subtilis, Bacillus pumilus, Bacillus methanolicus, Bacillus licheniformis, Corynebacterium glutamicum, Escherichia coli, Lactococcus lactis, Serratia marcescens and yeasts of the genus Saccharomyces; preferably a microorganism being a yeast of the Saccharomyces genus; very preferably Saccharomyces cerevisiae.
  • the process according to the invention makes it possible to obtain a product comprising at least 70% acetoin, by total weight of the treated medium.
  • Example according to the invention Process for obtaining acetoin by using a hydrophilic membrane
  • Aqueous solution comprising 10% acetoin, by total weight of the aqueous solution
  • Hybsi® AR membrane marketed by Hybsi® Dehydration device: PTU-044 device
  • Vapor temperature Between 44 and 86°C
  • the water content in the retentate and in the filtrate is measured by the Karl Fischer filtration method (KF titration).
  • Acetoin content is measured by HPLC and/or gas chromatography.
  • the objective of this process is to obtain the permeation of water from the medium to be treated through the hydrophilic membrane towards the permeate and as a corollary the dehydration of the acetoin (retentate).
  • Figure 1 represents a graph regarding the concentration of acetoin and water (% by mass) in the retentate as a function of time (min)
  • concentration of water white squares
  • concentration of acetoin black circles
  • the water concentration decreases to approximately 1.1%, by total weight of the retentate, while the acetoin concentration increases to approximately 77%, the difference corresponding to other organic residues. than acetoin.
  • Comparative example Process for obtaining acetoin by using an organophilic membrane
  • Materials Medium to be purified Aqueous solution comprising 10% acetoin, by total weight of the aqueous solution
  • Organophilic membrane PDMS-FS membrane marketed by Pervatech®
  • Permeate vacuum pressure from 20.10 5 mPa to 4.10 5 mPa
  • the objective of this process is to obtain the permeation of acetoin from the medium comprising it through the organophilic membrane towards the filtration agent.

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Abstract

Un procédé d'obtention d'acétoïne à partir d'un milieu la comprenant est fourni, le procédé comprenant une étape de déshydratation par pervaporation au moyen d'une membrane hydrophile. Ce procédé permet d'isoler et de purifier l'acétoïne de manière satisfaisante, tant du point de vue de la qualité que du rendement. En outre, il permet de s'affranchir de l'utilisation de solvants et d'éviter la génération d'impuretés.

Description

PROCÉDÉ D’OBTENTION D’ACÉTOÏNE
DOMAINE DE L’INVENTION
La présente invention concerne un procédé d’obtention d’acétoïne à partir d’un milieu la comprenant, le procédé comprenant une étape de déshydratation par pervaporation au moyen d’une membrane hydrophile. Ce procédé permet d’isoler et de purifier l’acétoïne de manière satisfaisante, tant du point de vue de la qualité que du rendement. En outre, il permet de s’affranchir de l’utilisation de solvants et d’éviter la génération d’impuretés.
ARRIÈRE-PLAN TECHNIQUE
L’acétoïne (3-hydroxybutanone) est une molécule organique chirale de formule C4H8O2 appartenant à la classe des cétones hydroxylées et comprenant deux formes énantiomères. L’acétoïne comprend deux groupes fonctionnels, un groupe hydroxyle et un groupe carbonyle, qui la rendent particulièrement réactive et prône à se décomposer, notamment en acétaldéhyde.
L’acétoïne est présente à l’état de trace dans de nombreux aliments, notamment les raisins, les framboises, les pommes, les bananes, le maïs, le miel et le café. Cette molécule est présente également dans certains fromages ou certaines viandes. Enfin, cette molécule est également un intermédiaire de synthèse dans le métabolisme des sucres de certains microorganismes.
L’acétoïne est, avec le diacétyle (2,3-butanedione), l’une des molécules qui confère au beurre sa saveur caractéristique. Elle peut être utilisée comme agent de saveur.
L’acétoïne est fréquemment utilisée notamment dans le domaine de l’agroalimentaire, en particulier dans les domaines des produits lactés, des boissons, de la boulangerie, de la viennoiserie et de la pâtisserie, pour conférer une « saveur de beurre » aux produits la comprenant. Dans ce domaine, la réglementation impose d’utiliser de l’acétoïne ayant un degré de pureté élevé, par exemple d’au moins 95 % (cf. le règlement CE n° 1334/2008).
L’acétoïne est également utilisée dans d’autres domaines, en particulier dans les domaines de la parfumerie, de la pharmacie et de la tabagie. L’acétoïne peut être obtenue à partir de procédés de synthèse chimique ou de procédés biologiques.
Les procédés de synthèse chimique peuvent utiliser par exemple le 2,3- butanedione et le 2,3-butanediol comme matières premières.
Les procédés biologiques peuvent utiliser des microorganismes sauvages, des microorganismes sélectionnés ou des microorganismes recombinants. Des microorganismes recombinants sont connus, lesquels ne produisant pas naturellement l’acétoïne ou la produisant à un rendement trop faible et/ou comme un intermédiaire de synthèse. Par exemple, des microorganismes recombinants ont été obtenus à partir des microorganismes suivants : Bacillus subtilis, Bacillus pumilus, Bacillus methanolicus, Bacillus licheniformis, Corynebacterium glutamicum, Escherichia coli, Lactococcus lactis, Saccharomyces cerevisiae et Serratia marcescens.
Indépendamment du procédé d’obtention, la quantité et la qualité du produit obtenu peuvent ne pas être suffisantes, notamment pour une utilisation dans le domaine de l’agroalimentaire et de la pharmacie. En outre, il peut être obtenu un milieu comprenant des impuretés, notamment des sous-produits de l’acétoïne, des résidus organiques (biomasse) en cas d’obtention avec un procédé biologique, ainsi que d’autres molécules. Il est donc nécessaire d’isoler et de purifier l’acétoïne à partir du milieu la comprenant.
Un certain nombre de techniques de purification sont connues, par exemple la distillation, l’extraction liquide-liquide ou l’extraction par relargage. L’efficacité de ces techniques, en particulier la distillation, peut être limitée par le fait que l’acétoïne forme un mélange azéotrope avec l’eau, la séparation étant alors entravée ou limitée dès lors que la phase liquide et la phase gazeuse atteignent la même composition eau/acétoïne.
L’utilisation de solvants n’est pas recommandée, notamment lorsque l’acétoïne est destinée au domaine agroalimentaire. En effet, pour des raisons réglementaires, seuls certains solvants peuvent être utilisés pour qu’un produit comprenant de l’acétoïne soit labellisé « naturel ». Parmi les solvants disponibles, seul l’acétate d’éthyle est à la fois conforme à la réglementation européenne et particulièrement adapté pour la purification de l’acétoïne. Cependant, l’utilisation de ce solvant nécessite de grande quantité, ce qui rend le procédé moins économiquement viable à l’échelle industrielle pour une extraction efficace. En outre, ce solvant ne permet pas de pouvoir utiliser le label américain NOP (pour « national organic program »). La demande internationale WO 2021/060334 A1 publiée le 1 avril 2021 divulgue un procédé de purification par utilisation d’une technologie de filtration tangentielle mise en œuvre par une étape de nanofiltration, suivie par une étape d’osmose inverse. Cependant, ce procédé ne permet pas d’atteindre de manière efficiente des teneurs d’humidité résiduelle inférieure à 50%.
Ainsi, il existe un réel besoin de fournir un procédé permettant l’obtention d’acétoïne pouvant être utilisée directement dans des préparations agroalimentaires. Il existe également un réel besoin de fournir un procédé permettant l’obtention d’acétoïne à un rendement élevé et à un coût abordable. Il existe également un réel besoin de fournir un procédé mis en œuvre sans utiliser des solvants, notamment l’acétate d’éthyle. Il existe également un réel besoin de fournir un procédé permettant l’obtention d’acétoïne pouvant être labelisée « naturel ».
RÉSUMÉ DE L’INVENTION
L’invention concerne en premier lieu un procédé d’obtention d’acétoïne à partir d’un milieu à traiter, le procédé comprenant une étape de déshydratation par pervaporation au moyen d’une membrane hydrophile, pour obtenir un milieu déshydraté comprenant au moins 70 % d’acétoïne, par poids total du milieu traité.
Dans des modes de réalisation, la membrane hydrophile est choisie parmi le groupe consistant en les membranes polymériques hydrophiles, les membranes inorganiques hydrophiles, les membranes à base de matériaux en deux dimensions hydrophiles, les membranes à matrice mélangée hydrophiles ou les membranes qui en dérivent.
Dans des modes de réalisation, la membrane hydrophile est une membrane à base de silice hydrophile ou une membrane hydrophile qui en dérive.
Dans des modes de réalisation, la membrane à base de silice hydrophile est obtenue à partir de précurseurs organoalkoxysilanes.
Dans des modes de réalisation, une sous-pression de -700.105 mPa ou plus est appliquée au niveau de la surface de perméation de la membrane hydrophile.
Dans des modes de réalisation, l’étape de déshydratation est mise en œuvre en l’absence de solvants et/ou de sels inorganiques.
Dans des modes de réalisation, le procédé comprend une étape de prétraitement du milieu à traiter mise en œuvre, avant l’étape de déshydratation, par une technique choisie parmi le groupe consistant en la centrifugation, la filtration frontale, la microfiltration et la nanofiltration. Dans des modes de réalisation, le procédé comprend une étape de posttraitement du milieu traité mise en œuvre, après l’étape de déshydratation, par distillation.
Dans des modes de réalisation, le milieu comprenant l’acétoïne est obtenu par un procédé biologique mis en œuvre en utilisant des microorganismes recombinants.
Dans des modes de réalisation, les microorganismes recombinants sont des levures appartenant au genre Saccharomyces.
L’invention concerne en deuxième lieu de l’acétoïne, obtenue à partir du procédé décrit ci-contre.
L’invention concerne en troisième lieu l’utilisation d’une membrane hydrophile, telle que décrite ci-contre, pour obtenir de l’acétoïne. La présente invention permet de répondre aux besoins exprimés ci-dessus. De manière surprenante, les inventeurs ont démontré que l’acétoïne peut être isolée et purifiée de manière satisfaisante, tant du point de vue de la qualité que du rendement, en sélectionnant des membranes hydrophiles. En utilisant de telles membranes, seuls l’eau et des composés hydrophiles migrent à travers la membrane dans le perméat (filtrat), alors que l’acétoïne reste dans le rétentat (milieu traité), ce qui entraîne une déshydratation progressive et satisfaisante de l’acétoïne. Cette technique de déshydratation par pervaporation permet également de s’affranchir des contraintes de séparation associés à la formation de mélanges azéotropes.
La technique d’extraction liquide-liquide, communément utilisée, a l’inconvénient d’être mise en œuvre avec des solvants, par exemple l’acétate d’éthyle, utilisés en de grande quantité. En outre, de manière désavantageuse, les inventeurs ont démontré que cette technique conduit à la formation d’impuretés, par exemple l’acétate de méthyl-allyle, produit de réaction entre l’acétoïne et l’acétate d’éthyle. Enfin, cette technique ne permet pas d’obtenir de l’acétoïne pouvant être labelisée « naturel ». La technique selon la demande PCT WO 2021/060334 A1 permet de s’affranchir de l’utilisation de solvants, mais n’est pas viable économiquement, en ce que le rendement en acétoïne est trop faible, en raison de la formation d’un mélange azéotrope eau-acétoïne et de l’élimination d’une part significative de l’acétoïne avec l’eau.
Le recours à la technique de déshydratation par pervaporation selon l’invention, en utilisant une membrane hydrophile, permet de s’affranchir de l’utilisation de solvant, d’éviter la génération d’impuretés dans le produit final, de contourner les difficultés de séparation liées à la formation d’un mélange azéotrope et d’obtenir un rendement satisfaisant d’acétoïne.
En outre, et de manière contre-intuitive, les inventeurs ont également démontré que l’utilisation d’une membrane hydrophile permet d’obtenir un procédé présentant une performance améliorée par rapport à un procédé utilisant une membrane organophile, c’est-à-dire un rendement et un degré de déshydratation plus élevés et ceux bien que l’eau soit initialement majoritaire dans le milieu.
BRÈVE DESCRIPTION DES FIGURES
La figure 1 représente un graphique concernant la concentration d’acétoïne et d’eau (% massique) dans le rétentat en fonction du temps (min).
La figure 2 représente un graphique concernant la concentration d’acétoïne dans le rétentat (% massique) et la sous-pression au niveau de la surface de perméation (,105 mPa) en fonction du temps (min).
DESCRIPTION DÉTAILLÉE
L’invention est maintenant décrite plus en détail et de façon non limitative dans la description qui suit.
Dans la description, sauf indication contraire, tous les pourcentages indiqués sont des pourcentages massiques.
Dans un premier aspect, la présente invention concerne un procédé d’obtention d’acétoïne à partir d’un milieu la comprenant (milieu à traiter), le procédé comprenant une étape de déshydratation par pervaporation au moyen d’une membrane hydrophile.
Etape de déshydratation
L’étape de déshydratation consiste en la mise en contact du milieu à traiter avec une première surface de la membrane hydrophile et d’appliquer une sous-pression au niveau de la surface de perméation (seconde surface) de la membrane hydrophile.
La sous-pression appliquée au niveau de la surface de perméation de la membrane hydrophile est de -700.105 mPa ou plus, préférentiellement de - 300.105 à -0,1 .105 mPa, très préférentiellement de -100.105 à -105 mPa . La sous-pression est définie par rapport à la pression au niveau de la surface en contact avec le milieu à déshydrater. La température appliquée au niveau de l’alimentation est de 150°C ou moins, préférentiellement de 5 à 100°C, très préférentiellement de 30 à 90°C.
Il se forme donc progressivement un perméat comprenant l’eau et les composés hydrophiles ayant migré à travers la membrane hydrophile (milieu à éliminer), alors que le milieu résiduel, comprenant l’acétoïne, forme le rétentat (milieu traité).
Membrane hydrophile
Par « membrane hydrophile », on entend une membrane qui laisse préférentiellement passer dans le perméat, l’eau et les molécules hydrophiles.
La membrane hydrophile peut être choisie parmi le groupe consistant en les membranes polymériques hydrophiles, les membranes inorganiques hydrophiles, les membranes à base de matériaux en deux dimensions (« two-dimensional membranes ») hydrophiles, les membranes à matrice mélangée (« mixed-matrix membranes ») hydrophiles ou les membranes hydrophiles qui en dérivent ; préférentiellement la membrane hydrophile est une membrane inorganique ou une membrane hydrophile qui en dérive. La membrane inorganique hydrophile peut être choisie parmi le groupe consistant en les membranes à base de zéolites hydrophiles, les membranes à base de silice hydrophiles, les membranes avec un réseau métallo- organique (« metal-organic framework (MOF) membranes ») hydrophiles, les membranes avec un réseau organique covalent (« covalent organic framework (COF) membranes ») hydrophiles ou les membranes hydrophiles qui en dérivent ; préférentiellement la membrane inorganique hydrophile est une membrane à base de silice hydrophiles ou une membrane hydrophile qui en dérive ; très préférentiellement la membrane inorganique hydrophile est une membrane hydride à base de silice hydrophiles. Les membranes hydrides à base de silice sont dénommées indifféremment les membranes de silice organique-inorganique (« organic-inorganic silica membrane »), les membranes organo-silice (« organosilica membrane ») ou les membranes hybrides organo-silice (« organosilica hydrid membrane »).
La membrane hydride à base de silice hydrophile peut être choisie parmi le groupe consistant en les membranes hydrides à base de silice à groupes pendants (« pendant-type organosilica membranes ») hydrophiles ou les membranes hydrides à base de silice pontés (« bridged-type organosilica membranes ») hydrophiles ; préférentiellement les membranes hydrides à base de silice pontés hydrophiles. Les membranes hydrides à base de silice sont connues (cf. la revue de X. Ren intitulé « Organosilica-based membranes in gas and liquid-phase separation », Membranes, 2019, 9, 107 ; l’ouvrage intitulé « Pervaporation, vapour permeation and membrane distillation - Principles and applications », Ed. Woodhead Publishing Series in Energy, 2015, notamment le chapitre 5 intitulé « Next-generation pervaporation membranes: recent trends, challenges and perspectives », 107-141 ; article de G. Liu intitulé « Pervaporation membrane materials : Recent trends and prospectives », Journal of Membrane Science, 2021 , 636).
Les membranes hybrides à base de silice pontés peuvent être obtenues à partir de précurseurs (monomères) organoalkoxysilanes, c’est-à-dire des précurseurs alkoxysilanes comprenant des groupements organiques.
Le précurseur organoalkoxysilane peut être choisi parmi les précurseurs organoalkoxysilanes comprenant un, deux, trois atomes de silice ou plus. Le précurseur organoalkoxysilane comprenant un atome de silice peut être choisi parmi le groupe consistant en le méthyltriméthoxysilane (MTMS), le méthyltriéthoxysilane (MTES), le phényltriéthoxysilane (PhTES), l’hydroxyméthyl(triéthoxy)silane (HMTES), le 3-aminopropylriéthoxysilane (APTES) et leurs mélanges.
Le précurseur organoalkoxysilane comprenant deux atomes de silice peut être choisi parmi le groupe consistant en bis(triéthoxysilyl)méthane (BTESM), le 1 -2-bis(triéthoxysilyl)éthane (BTESE), le 1 ,3-bis(triéthoxysilyl)propane (BTESP), le 1 ,8-bis(triéthoxysilyl)octane (BTESO), le 1-2- Bis(triéthoxysilyl)éthylène (BTESEthy), le 1 ,2-bis(triéthoxysilyl)acétylène (BTESA), le 1 ,4-bis(triéthoxysilyl)diacétylène (BTESDA), le bis(triméthoxysilyl)norbornane (BTMS-Nor), le 1 ,2-bis(triéthoxysilyl)benzene (BTESB), le 2,5-bis[2-triéthoxysilyl)éthyl]-1 ,4-dioxane (BTES-ED), le bis[3- (triéthoxysilyl)propyl]amine (BTESPA), le 1 ,6-diacétoxy-3,4- bis(triéthoxysilyl)hexa-2,4-diène (BTES-Ac), le 4,6-bis(3-triéthoxysilyl-1 - propoxy)-1 ,3-pyrimidine (BTPP), le bis(triéthoxysilyldiméthyl/dipropyl-N,N’- oxalylurée (BTESMOU/BTESMPU) et leur mélanges ; préférentiellement le précurseur organoalkoxysilane comprenant deux atomes de silice est choisi parmi le groupe consistant en BTESM, BTESE et leur mélange ; très préférentiellement le précurseur organoalkoxysilane comprenant deux atomes de silice est le BTESE.
Le précurseur organoalkoxysilane peut être choisi parmi le groupe consistant en TTESPT, TESE-POSS, MTMS, MTES, PhTES, HMTES, APTES, BTESM, BTESE, BTESP, BTESO, BTESEthy, BTESA, BTESDA, BTMS-Nor, BTESB, BTES-ED, BTESPA, BTES-Ac, BTPP, BTESMOU/BTESMPU, TTESPT, TESE-POSS et leurs mélanges ; préférentiellement le précurseur organoalkoxysilane est choisi parmi le groupe consistant en BTESM, BTESE et leur mélange ; très préférentiellement le précurseur organoalkoxysilane est le BTESE.
Le groupement organique peut être utilisé pour fonctionnaliser les précurseurs alkoxysilanes.
Le groupement organique utilisé pour former des ponts organiques entre les précurseurs organoalkoxysilanes peut être choisi parmi le groupe consistant le méthane (Ch ), l’éthane (CH3-CH3), le propane (CH3-CH2-CH3), l’hexane (CH3-(CH2)4-CH3), l’octane (CH3-(CH2)6-CH3), le phényle, l’éthylène (CH2= CH2), l’acétylène (CHCH), le diéthylènedioxane, le norbornane, le triazine, la pyrimidine et leurs mélanges. Par exemple, il est obtenu des ponts organiques tels que -CH2-, -CH2-CH2-, -CH2-CH2-CH2-, -(CH2)6-, -(CH2)8, phényl, -CH=CH-, un pont acétylène, un pont diéthylènedioxane, un pont norbornane, un pont triazine, un pont pyrimidine et leurs mélanges.
Les membranes hydrides à base de silice peuvent faire l’objet de traitement additionnels, par exemple avec des métaux.
Des membranes hydrophiles sont disponibles commercialement par exemple sous la dénominationHybsi® de Hybsi® (Pervatech®).
Milieu à traiter
Le milieu à traiter correspond au produit de départ (milieu non-prétraité) ou alternativement au produit intermédiaire (milieu prétraité) ayant fait l’objet préalablement d’une étape de prétraitement. Les termes « milieu », « composition », « solution » et « substrat » peuvent être utilisés indifféremment pour désigner le milieu à traiter (et le milieu traité le cas échéant).
Le milieu à traiter peut comprendre de 2 à 50 %, préférentiellement de 6 à 30 %, d’acétoïne, par poids total du milieu. A titre d’exemple, le milieu à traiter peut comprendre de 1 à 5 %, ou de 5 à 10 %, ou de 10 à 15 %, ou de 15 à 20 %, ou de 20 à 25 %, ou de 25 à 30 %, ou de 30 à 35 %, ou de 35 à 40 %, ou de 40 à 45 %, ou de 45 à 50 %, d’acétoïne, par poids total du milieu.
L’acétoïne peut être présente sous la forme de son énantiomère (3R)-3- hydroxybutanone (énantiomère naturel), de son énantiomère (3S)-3- hydroxybutanone ou du mélange de ces deux énantiomères (y inclus leur mélange racémique). Le milieu à traiter est un milieu aqueux. Le milieu à traiter peut comprendre au moins 15 %, préférentiellement au moins 45 %, très préférentiellement au moins 65 %, d’eau, par poids total du milieu.
Le milieu à traiter peut être obtenu à partir d’un procédé de synthèse chimique ou à partir d’un procédé biologique.
Milieu traité
Après mise en œuvre de l’étape de déshydratation, un milieu traité (correspondant au rétentat) est obtenu.
Le milieu traité peut comprendre au moins 70 % (de 70 à 99 %), préférentiellement au moins 80 % (de 80 à 99 %), très préférentiellement au moins 90 % (de 90 à 99 %), d’acétoïne, par poids total du milieu. A titre d’exemple, le milieu déshydraté peut comprendre de 70 à 75 %, ou de 75 à 80 %, ou de 80 à 85 %, ou de 85 à 90 %, ou de 90 à 95 %, ou de 95 à 99 %, d’acétoïne, par poids total du milieu.
En corollaire, le milieu traité peut comprendre 30 % ou moins (de 1 à 30 %), préférentiellement 20 % ou moins (de 1 à 20 %), très préférentiellement 10 % ou moins (de 1 à 20 %), d’eau et de composés additionnels (impuretés), par poids total du milieu.
Agents de filtration (absence)
L’étape de déshydratation est mise en œuvre en l’absence de solvants, par exemple l’acétate d’éthyle, le méthyl tert-butyl éther, l’acétate de butyle, le diméthyl carbonate, le diéthyl éther, le diéthyl carbonate, l’éthanol, le méthanol, l’acétone, l’isopropanol, l’acétonitrile, le dichlorométhane et /ou le chloroforme. En particulier, l’étape de déshydratation est mise en œuvre en l’absence d’acétate d’éthyle.
L’étape de déshydratation est mise en œuvre en l’absence de sels inorganiques, par exemple le sulfate d’ammonium, le sulfate de magnésium, le sulfate de sodium, le sulfate de cuivre, le chlorure de calcium, l’hydrogénophosphate de potassium (dipotassium phosphate), le pyrophosphate de potassium, le carbonate de sodium et/ou le carbonate de potassium.
Etape de prétraitement
Le procédé peut comprendre une étape de prétraitement du milieu à traiter, mise en œuvre avant l’étape de déshydratation. Dans ce mode de réalisation, le milieu à traiter est prétraité et le milieu prétraité, ainsi obtenu, est subséquemment déshydraté.
Une étape de prétraitement peut être mise en œuvre afin d’éliminer les solides en suspension dans le milieu à traiter. En particulier, une étape de prétraitement peut être mise en œuvre lorsque l’acétoïne est produite par un procédé biologique et que le milieu à traiter comprend donc de la biomasse. Lorsque le milieu comprenant l’acétoïne est obtenu à partir d’un procédé biologique, celui-ci peut comprendre de la biomasse. Par « biomasse », on entend la matière organique d’origine bactérienne ou fongique, végétale ou animale, préférentiellement la matière organique d’origine bactérienne ou fongique. Lorsque le milieu est obtenu à partir d’un procédé biologique utilisant des bactéries ou champignons y inclus les levures, la biomasse peut comprendre des microorganismes entiers (vivantes ou mortes), des résidus de ces microorganismes (résidus de noyaux, organelles, cytoplasme, membrane, etc.) et des molécules produites par ceux-ci (protéines, glucides, lipides, etc.). Le milieu à traiter (non prétraité) peut comprendre de 1 à 20 %, préférentiellement de 1 à 10 %, de biomasse sèche, par poids total du milieu. L’étape de prétraitement peut permettre d’éliminer au moins 80 %, préférentiellement au moins 90%, de la biomasse sèche contenue dans le milieu à déshydrater.
L’étape de prétraitement peut être choisie par les techniques consistant en la centrifugation, la filtration frontale, la microfiltration, l’ultrafiltration, la nanofiltration ou tout autre technique conventionnelle de clarification.
Etape de posttraitement
Le procédé peut comprendre une étape de posttraitement du milieu traité (rétentat), mise en œuvre après l’étape de déshydratation.
Une étape de posttraitement peut être mise en œuvre afin d’augmenter la pureté de l’acétoïne.
L’étape de posttraitement peut être mise en œuvre par distillation.
Le procédé selon l’invention est particulièrement avantageux, en ce qu’il permet de s’affranchir des difficultés rencontrées lors de la mise en œuvre de la distillation directe, en raison de la formation d’un mélange azéotrope eau- acétoïne.
Procédé de synthèse chimique de l’acétoïne
Le milieu comprenant l’acétoïne peut être obtenu par un procédé de synthèse chimique. Procédé biologique d’obtention de l’acétoïne
Le milieu comprenant l’acétoïne peut être obtenu par un procédé biologique. Le procédé biologique peut être mise en œuvre en utilisant des microorganismes, notamment des microorganismes sauvages, des microorganismes sélectionnés ou des microorganismes recombinants.
Les microorganismes sauvages sont des microorganismes produisant naturellement de l’acétoïne à des concentrations exploitables. Les microorganismes sélectionnés (non génétiquement modifiés) sont des microorganismes présentant une performance améliorée en termes de production d’acétoïne.
Des microorganismes recombinants (génétiquement modifiés) - ne produisant pas naturellement l’acétoïne ou la produisant à un rendement trop faible et/ou comme un intermédiaire de synthèse - peuvent être choisis parmi le groupe consistant en Bacillus subtilis, Bacillus pumilus, Bacillus methanolicus, Bacillus licheniformis, Corynebacterium glutamicum, Escherichia coli, Lactococcus lactis, Serratia marcescens et les levures du genre Saccharomyces; préférentiellement un microorganisme étant une levure du genre Saccharomyces ; très préférentiellement Saccharomyces cerevisiae.
Acétoïne ainsi obtenu
Le procédé selon l’invention permet d’obtenir un produit comprenant au moins 70 % d’acétoïne, par poids total du milieu traité.
EXEMPLES
Exemple selon l’invention : Procédé d’obtention d’acétoïne par utilisation d’une membrane hydrophile
Matériaux
Milieu à purifier : Solution aqueuse comprenant 10 % d’acétoïne, en poids total de la solution aqueuse
Membrane hydrophile : Membrane Hybsi® AR commercialisée par Hybsi® Dispositif de déshydratation : Dispositif PTU-044
Paramètres de l’étape de déshydratation par pervaporation
Température du milieu : 100°C Vitesse linéaire (vélocité) d’alimentation en milieu : 1-2 m/s Sous-pression (pression de vide) du perméat : -20.105 mPa
Paramètres de l’étape de posttraitement par distillation
Mode de distillation : batch
Caractéristique de la colonne : 20 étages
Vide appliqué : 150 mbars
Température vapeurs : Entre 44 et 86°C
Taux de reflux : entre 1 et 5
Mesure de la teneur en eau
La teneur en eau dans le rétentat et dans le filtrat est mesurée par la méthode de filtration de Karl Fischer (titration KF).
Mesure de la teneur en acétoïne
La teneur en acétoïne est mesurée par HPLC et/ou chromatographie en phase gazeuse.
Procédé par déshydratation
L’objectif de ce procédé est d’obtenir la perméation de l’eau depuis le milieu à traiter à travers la membrane hydrophile vers le perméat et en corollaire la déshydratation de l’acétoïne (rétentat).
Tel qu’illustré dans la figure 1 , qui représente un graphique concernant la concentration d’acétoïne et d’eau (% massique) dans le rétentat en fonction du temps (min), la concentration de l’eau (carrés blancs) diminue et inversement la concentration de l’acétoïne (cercles noirs) augmente dans le rétentat au cours du temps. Après 485 min de traitement, la concentration de l’eau diminue jusqu’à environ 1 .1 %, en poids total du rétentat, alors que la concentration en acétoïne augmente jusqu’à environ 77 %, la différence correspondant à des résidus organiques autre que l’acétoïne.
La mise en œuvre d’une étape de posttraitement par distillation permet d’obtenir une acétoïne ayant une pureté de 98 % avec un rendement de 80 %.
Exemple comparatif : Procédé d’obtention d’acétoïne par utilisation d’une membrane organophile
Matériaux Milieu à purifier : Solution aqueuse comprenant 10 % d’acétoïne, en poids total de la solution aqueuse
Membrane organophile : Membrane PDMS-FS commercialisée par Pervatech®
Dispositif d’extraction : Dispositif PTU-044
Paramètres
Température du milieu : 55°C
Taux d’alimentation en milieu : 200 L/h
Pression de vide du perméat : de 20.105 mPa à 4.105 mPa
Procédé par extraction liquide-liquide
L’objectif de ce procédé est d’obtenir la perméation de l’acétoïne depuis le milieu la comprenant à travers la membrane organophile vers l’agent de filtration.
Tel qu’illustré dans la figure 2, qui représente un graphique concernant la concentration d’acétoïne dans le rétentat (ordonnée gauche, % massique) et la sous-pression au niveau de la surface de permeation (ordonnée droite, X.105 mPa) en fonction du temps (min), la filtration n’est pas suffisamment sélective, en ce que la migration de l’acétoïne (cercles noirs) à travers la membrane s’accompagne également d’une migration de l’eau, malgré la propriété organophile de la membrane utilisée et malgré l’application de sous-pressions croissantes (cercles blancs). Cette sélectivité insuffisante, ne permet donc pas d’obtenir une déshydratation de l’acétoïne à un niveau utile.
Conclusion
Les tests réalisés démontrent qu’une purification efficiente de l’acétoïne est possible en sélectionnant une membrane hydrophile. A contrario et de manière contre-intuitive, les tests réalisés avec une membrane organophile n’ont pas donné de résultats probants, en l’absence d’une sélectivité suffisante de la membrane.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé d’obtention d’acétoïne à partir d’un milieu à traiter comprenant de l’acétoïne, le procédé comprenant une étape de déshydratation par pervaporation au moyen d’une membrane hydrophile pour obtenir un milieu traité comprenant au moins 70 % d’acétoïne, par poids total du milieu traité.
2. Procédé d’obtention d’acétoïne, selon la revendication 1 , en ce que la membrane hydrophile est choisie parmi le groupe consistant en les membranes polymériques hydrophiles, les membranes inorganiques hydrophiles, les membranes à base de matériaux en deux dimensions hydrophiles, les membranes à matrice mélangée hydrophiles ou les membranes hydrophiles qui en dérivent.
3. Procédé d’obtention d’acétoïne, selon l’une des revendications précédentes, en ce que la membrane hydrophile est une membrane à base de silice hydrophile ou une membrane hydrophile qui en dérive.
4. Procédé d’obtention d’acétoïne, selon la revendication 3, en ce que la membrane à base de silice hydrophile est obtenue à partir de précurseurs organoalkoxysilanes.
5. Procédé d’obtention d’acétoïne, selon l’une des revendications précédentes, en ce qu’une sous-pression de -700.105 mPa ou plus est appliquée au niveau de la surface de perméation de la membrane hydrophile.
6. Procédé d’obtention d’acétoïne, selon l’une des revendications précédentes, en ce que l’étape de déshydratation est mise en œuvre en l’absence de solvants et/ou de sels inorganiques.
7. Procédé d’obtention d’acétoïne, selon l’une des revendications précédentes, comprenant une étape de prétraitement du milieu à traiter mise en œuvre, avant l’étape de déshydratation, par une technique choisie parmi le groupe consistant en la centrifugation, la filtration frontale, la microfiltration et la nanofiltration.
8. Procédé d’obtention d’acétoïne, selon l’une des revendications précédentes, comprenant une étape de posttraitement du milieu traité mise en œuvre, après l’étape de déshydratation, par distillation.
9. Procédé d’obtention d’acétoïne, selon l’une des revendications précédentes, en ce que le milieu comprenant l’acétoïne est obtenu par un procédé biologique mis en œuvre en utilisant des microorganismes recombinants.
10. Procédé d’obtention d’acétoïne, selon la revendication 9 précédente, en ce que les microorganismes recombinants sont des levures appartenant au genre Saccharomyces.
11. Acétoïne, obtenu à partir du procédé, selon l’une quelconque des revendications précédentes.
12. Utilisation d’une membrane hydrophile, selon l’une des revendicationsl à 10, pour obtenir de l’acétoïne.
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