CA1252405A - Production continue d'acide acetique et de vinaigre par voie microbiologique et installation de mise en oeuvre - Google Patents
Production continue d'acide acetique et de vinaigre par voie microbiologique et installation de mise en oeuvreInfo
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Abstract
Procédé de production continue du vinaigre par transformation microbiologique avec enrichissement en oxygène de l'éthanol en acide acétique. Dans une première phase, la transformation microbiologique de l'éthanol en acide acétique est réalisée en présence d'air, puis après consommation de l'oxygène de l'air dans la seconde phase l'apport en oxygène, régulé par la demande du système, est assuré par injection d'oxygène pur, le gaz d'aération étant recyclé, et le mélange gazeux chassé dès que la teneur en anhydride carbonique atteint le seuil de 7% après fermeture du circuit de recyclage, l'atmosphère suroxygénée est reconstituée jusqu'au dégazage suivant. Installation de mise en oeuvre du procédé continu comprenant au moins deux fermenteurs en série reliés par une canalisation où circulent alternativement ou simultanément gaz et liquide, un dispositif d'alimentation principale en substrat de ler fermenteur, au moins une alimentation complémentaire, un dispositif d'aération à la partie inférieure de chaque fermenteur, une ligne de recirculation des gaz d'aération et une introduction d'oxygène.
Description
La présente invention concerne la fabrication cont mue du vinaigre, resuItant de la transformation de l'éthanol en acide ac~tique par voie microbiologique.
La ~ethod~ coura~ment utilisée consiste en une fermentation en culture immergée~ avec forte aération par l'air. L'éthanol, d'origine micro-biologique ou chimique, est transformé par fermentation acétique en présence d'agents biologiques microorganismes du genre Acetobacter, selon la reaction :
2H50H ~ 2 ~ CH3COOH + H20, lo en vinaigres de vin, alcool, de cidre, de malt, de lait, etc...
Vers 1950, H~CMATKA a constate qu'au cours de la preparation du vinaigre en culture i~mergee, la consommation en oxygane pouvait atteindre 7,75 litres par gra~lme de poids sec de bactérie et par heure.
Selon le brevet Us 2.707.683, l'apport d'o~ygene nécessaire ~ la bacterie est réalisé par insufflation d'air pendant la ~ermentation.
En general, la fermentation acétique est conduite surtout en semi-continu et parfois en continu.
L'utilisation d'air enrichi en o~ygene a éte decrite dans le brevet français 2.331.616.
Industriellement, dans l'etat actuel de la technique, seules - les fermentations dont le métabolite recherché est dit primaire, peuvent s'effectuer de fason continue. Un tel procédé présente l'avantage d'un gain de productivité notamment par l'absence de pertes de~temps au niveau du remplissage, du soutirage, du nettoyage de cuveries ainsi que des phases de latence et de multiplication exponentielle des microorganismes.
Dans le cas de la production d'acide acétique, la productivité atteinte est de l'ordre de 1,4 g/l.h.
Cependant, ce procede a des limites constituees par une a~ration insuffisante consequente à un manque d'oxygene disponible à
l'état dissous dans le réacteur/ et par l'inhibition de la croissance du microorsanisme due au substrat, à base d'alcool à partir de 30 g/l, et à
l'acide acétique fabrique ~produit partiellement inhibiteur de la croissance quelle que soit sa concentration, et totalement au delà de -80 g/l.
Par ailleurs, les techniques de prcduction discontinues d'acide acetique ont des productivités selon les procédés égales ~ 1 à 1,5 g/l.h ~' ~
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pour les cultures immergées, et 0,25 g/l.h pour les cultures à
ruissellement sur copeaux.
L'enrichissement en ox~vgène de ces deux principaux procédes ne permet au mieux que de doubler les productivités respectives. Les argumentations des performances se traduisent par un raccourcissenlent de la durée des cycles.
Enfin, les techniques classiques de production continue de vinaigre avec enrichissement en oxygène permettent d'obtenir 2 g d'acide p æ litre et par heure.
10En outre, seule une elevation de la pression partielle en oxygène dans le gaz d'aération pourrait lever la limitation due à
l'oxyg~ne, car une élévation du débit gazeux entra~nerait une évaporation du substrat et du produit fabriqué. On ne peut envisager un garnissage remplissant le reacteur car il s'opposerait au transfert de l'oxygène. De plus, l'utilisation de souches naturellement floculantes n'apporte pas de stabilite lors de la mise en régime hydrodynamique. ?
On a recherché un procédé de fermentation aerobie à haute densite cellulaire conduisant à la fabrication d'acide acetique avec un très haut rendement d'utilisation de l'oxyg~ne, et sans risque d'inhibition de la production du metabolite primaire par l'anhydride carbonique degagé lo~s de la fermentation.
Les moyens mis en oeuvre dans le procedé perfectionné font appel à l'augmentation du nombre des microorganismes dans le milieu de fermentation, à l'enrichissement de l'air en oxygène pur, au recyclage des gaz d'aeration, pour eviter les pertes de substrat volatil et d'oxygène et ~ pport optimise du substrat en continu.
Selon le procede, dans une première phase,la transformation microbiologique de l'ethanol en acide acetique est conduite en presence d'air, puis apres consommation de l'oxygène de l'air dans la seconde phase, l'apport en oxygène, regule par la demande du système, est assure par injection d'oxygène pur, le gaz d'aeration etant alors recycle, et le melange gazeux en recirculation chasse dès que la teneur en anhydride carbonique atteint un seuil de 7% après fermeture du circuit de recyclage, l'atmosphere suroxygenee est reconstituee par de l'o~ygene pur jusqu'au dégazage sui~ant.
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~s ~r~
Le recyclage du gaz d'aération peut être partiel ou total.
Avec un recyclage total du gaz d'aération, le rendement d'utilisation de l'oxygène est de 99 t 5% -L'apport d'oxygène est ccmmandé par la détection de la depression du système ou par la mesure de l'oxygène dissous, le point deconsigne étant fixé à la valeur de la saturation par rapport à l'air.
Malgre la faible production d'anhydride carbonique dégage au cours de la fermentation, l'ouverture du syst~me s'effectue dès que la teneur en anhydride carbonique atteint le seuil de 7% pour eviter tout effet toxique de celui-ci ; ce taux est contrale automatiquement sur l'effluent apr~s fermeture du circuit de recyclage, l'atmosphère suroxygenee est reconstituee jusqu'à la purge suivante. Cette atmosphère surox~genee peut contenir jusqu'à 50% d'oxygène.
Il est avantageux de proceder à une succession d'au moins deux stades de ferm~ntation conduites dans au moins deux étages distincts de fermentation avec au moins une aliment.~tion complementaire en substrat.
La conduite du procédé en continu dans plusieurs étages successifs de fe~mentation permet l'enrichissement progressif du milieu de fermentation en acide acetique jusqu'à au moins 100 à 120 grammes par litre dans le cas de trois ou quatre etages de fermentation. Quand on veut atteindre des ~productions elevées, voire superieures à 120 g~l d'acide acétique, il est avantageux de procéder à des alimentations complementaires entre les divers etages de fermentation.
Le taux de dilution du substrat a une influence sur la vitesse maximale de production en acide acetique. Ce taux peut être avantageuse-ment compris entre 0,014 et 0,06 h 1 pour un systeme ~onoetage, pour un `système bietage ce taux peut evoluer de~0,01 à 0,1 h 1, et en système trietage, il peut être compris entre 0,01 à 0,122, pour un substrat alcoolique de lOO g/l. La concentration alcooliq~le de l'alimentation en substrat peut être CQmprise entre environ 60 g/l et environ 100 g/l.
Des aerations importantes de chaque etage de fermentation, 0,8 à 1 volume d'air par vol~me du miIieu et par minute, sont possibles du fait du ~ecyclage du gaz d'aeration qui permet la condensation des vapeurs volatiles (alcool, acide).
Selon une variante du procede, le substrat contenant les micro-organismes du t~pe Acetobacter est mis en contact avec des microparticules solides, de granulometrie de l'ordre d'une centaine de .
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~.2r3~
microns, compatibles avec un usage alimentaire, du type argile, bentonite, montmorillonite. Les bactéries d'Acéto-bacter ont la propriété de s'adsorber sur ce microsupport formant des particules suffisamment petites pour être main-tenues en suspension, mais décantant néanmoins assez vitepour permettre leur rétention.
Une installation permettant à 1'ensemble du dispo-sitif un fonctionnement en continu comprend au moins deux fermenteurs montés en série, reliés par une canalisation où
circulent alternativement ou simultanément gaz et liquide, un dispositif d'alimentation en substrat du premier fermen-teur, et au moins une alimentation interm~diaire en substrat des autres fermenteurs, un dispositif d'aération situé à la partie inférieure de chaque fermenteur, un séparateur gaz-liquide, une ligne de recirculation des gaz d'aérationsur laquelle sont intercalés ~m dispositif de recirculation et une introduction d'oxygène.
Dans les dessins qui illustrent l'invention, la Figure unique est un schéma d'une installation permettant la fabrication continue de vinaigre.
Cette installation représentée sur la figure du dessin annexé comprend trois fermenteurs 2, 3 et 4 montés en série. L'alimentation en substrat (1) se fait sur le premier réacteur ~2). L'aération de celui-ci provient du gaz recyclé (8) éventuellement enrichi avec de l'oxygène (11). Les fermenteurs sont reliés deux à deux (2 et 3) (3 et 4) par une canalisation (12) et (13) où circulent alternativement ou simultanément gaz et liquide. L'aération de chaque fermenteur est assurée par le gaz émis par un dispositif d'aération situé à la partie inférieure du fermenteur, et constituée par une rampe perforée ou une plaque poreuse (lla, llb, llc). A l'extrémité de l'instal-lation, un séparateur gaz-liquide (9) permet de récupérer le liquide effluent des fermenteurs par la sortie (10) sur laquelle on intercale un contrôleur d'anhydride carbonique (non représenté) sur l'effluent par déclenchement automatique.
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~.5;~
4a Le séparateur gaz-liquide (9) permet la récupération et le recyclage du gaz de fermentation peu chargé en cO2, un ventilateur (7) assure la recirculation des gaz d'aération~
Entre deux fermenteurs (1 et 2) et (2 et 3) se trouvent les alimentations complémentaires (5 et 6) en substrat branchées sur la canalisation (12 et 13) reliant deux fermenteurs.
Il est donné ci-après quelques exemples de produc-tion d'acide acétique~
On met en contact une solution renfermant des Acétobacter xylinum avec des microparticules solides de montmorillonite à
,4~ .Dr.i concentration de 25 g/l dans un fermenteur du type colonne ~ bulles, thermostaté ~ ~8C, équipé d'un décanteur alimenté par du vin ou de l'alcGol à 100 g/l. Pour la souche utilisee, la vitesse maximale de production (3, 4 g~l.h) est obtenue pour une dilution de 0,055h 1 ; la concentration en acide acétique est alors de 60 g/l dans le liquide sortant. Avec une aeration de 0,8 à 1 vvm, le rendement de conversion alcool en acide peut atteindre 92%, le gaz etant recycle partiellement avec un taux de renouvell~ment de 0,2 vvm.
EX~PLE 2 Dans les ~emes conditions que precede~,ment, on recycle totalement le gaz d'aeration (1 vvm). L'apport d'oxygene nécessaire est fourni par de l'oxgène pur. Le rendement d'utilisation de 2 est de 99,5~.
Afin de ne pas inhiber la croissance de la souche Acetobacter xylinum dans le fermenteur, on alimente avec un substrat dont la concentration alcoolique n'excede pas 60 g/l. Dans ces conditions, on cbtient une concentration cellulaire deux fois superieure à celle en fermentation continue classique lOr75 g/l poids sec~ lorsque la teneur en éthanol residuel ne dépasse pas 5 g/l. Avec un taux de dilution du substrat de 0,12 h 1~ la prodw tivite en acide acetique est de 7g l/h~ la concentration en acide acetique est de 58 g/litre avec 4 g/l d'éthanol résiduel.
EXE2~LE: ~
En systeme bietage, on conduit la fermentation dans deux étages de 0,5 litres chacune, le taux de dilution est de 0,02h 1, la concentration alcoolique du substrat d'alimentation ~tant de 60 g/l, avec recyclage total du gaz d'aeration et apport d'oxygene par de 1'oxygene pur et substra~ ccmplementaire de concentration alcoolique 60 g/lO La concentration cellulaire du ler etage est de 0,7 g/l, celle du 2eme etage de 0,085 g/l~ La concentration cellulaire à la sortie du ler etage est de 64 g/litre et à la sortie du 2eme etage de 96 g/litre.
EXæMPL~ 5 Dans une installation du type illustre par la figure, on conduit une fermentation en continu dans 3 etages distincts de 0,33 1 chacun, d'un substrat de concentration alcoolique 60 g/l taux de dilution 0,02 h 1, renfermant des Acetobacter ~ylinum. Les concentrations . ~ .
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~ ~,5 ~t~
cellulaires dans les trois fer~enteurs e~ série sont respectivement les suivants : ler fermenteur : 0,169 g/l ; 2eme ~er~enteur : 0,111 g/l ;
3eme rerm.enteur : O,050 g/l. La concenlra~ion en acide acétique à la sortie du ler fermenteur est de 55,7g/l, elle s'éleve à 92,5 g/l a la sortie du deuxième, et attelnt 109,3 y/l à la soxtie du troisieme fermenteur, la productivité est de 2,2 g/l.
La ~ethod~ coura~ment utilisée consiste en une fermentation en culture immergée~ avec forte aération par l'air. L'éthanol, d'origine micro-biologique ou chimique, est transformé par fermentation acétique en présence d'agents biologiques microorganismes du genre Acetobacter, selon la reaction :
2H50H ~ 2 ~ CH3COOH + H20, lo en vinaigres de vin, alcool, de cidre, de malt, de lait, etc...
Vers 1950, H~CMATKA a constate qu'au cours de la preparation du vinaigre en culture i~mergee, la consommation en oxygane pouvait atteindre 7,75 litres par gra~lme de poids sec de bactérie et par heure.
Selon le brevet Us 2.707.683, l'apport d'o~ygene nécessaire ~ la bacterie est réalisé par insufflation d'air pendant la ~ermentation.
En general, la fermentation acétique est conduite surtout en semi-continu et parfois en continu.
L'utilisation d'air enrichi en o~ygene a éte decrite dans le brevet français 2.331.616.
Industriellement, dans l'etat actuel de la technique, seules - les fermentations dont le métabolite recherché est dit primaire, peuvent s'effectuer de fason continue. Un tel procédé présente l'avantage d'un gain de productivité notamment par l'absence de pertes de~temps au niveau du remplissage, du soutirage, du nettoyage de cuveries ainsi que des phases de latence et de multiplication exponentielle des microorganismes.
Dans le cas de la production d'acide acétique, la productivité atteinte est de l'ordre de 1,4 g/l.h.
Cependant, ce procede a des limites constituees par une a~ration insuffisante consequente à un manque d'oxygene disponible à
l'état dissous dans le réacteur/ et par l'inhibition de la croissance du microorsanisme due au substrat, à base d'alcool à partir de 30 g/l, et à
l'acide acétique fabrique ~produit partiellement inhibiteur de la croissance quelle que soit sa concentration, et totalement au delà de -80 g/l.
Par ailleurs, les techniques de prcduction discontinues d'acide acetique ont des productivités selon les procédés égales ~ 1 à 1,5 g/l.h ~' ~
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pour les cultures immergées, et 0,25 g/l.h pour les cultures à
ruissellement sur copeaux.
L'enrichissement en ox~vgène de ces deux principaux procédes ne permet au mieux que de doubler les productivités respectives. Les argumentations des performances se traduisent par un raccourcissenlent de la durée des cycles.
Enfin, les techniques classiques de production continue de vinaigre avec enrichissement en oxygène permettent d'obtenir 2 g d'acide p æ litre et par heure.
10En outre, seule une elevation de la pression partielle en oxygène dans le gaz d'aération pourrait lever la limitation due à
l'oxyg~ne, car une élévation du débit gazeux entra~nerait une évaporation du substrat et du produit fabriqué. On ne peut envisager un garnissage remplissant le reacteur car il s'opposerait au transfert de l'oxygène. De plus, l'utilisation de souches naturellement floculantes n'apporte pas de stabilite lors de la mise en régime hydrodynamique. ?
On a recherché un procédé de fermentation aerobie à haute densite cellulaire conduisant à la fabrication d'acide acetique avec un très haut rendement d'utilisation de l'oxyg~ne, et sans risque d'inhibition de la production du metabolite primaire par l'anhydride carbonique degagé lo~s de la fermentation.
Les moyens mis en oeuvre dans le procedé perfectionné font appel à l'augmentation du nombre des microorganismes dans le milieu de fermentation, à l'enrichissement de l'air en oxygène pur, au recyclage des gaz d'aeration, pour eviter les pertes de substrat volatil et d'oxygène et ~ pport optimise du substrat en continu.
Selon le procede, dans une première phase,la transformation microbiologique de l'ethanol en acide acetique est conduite en presence d'air, puis apres consommation de l'oxygène de l'air dans la seconde phase, l'apport en oxygène, regule par la demande du système, est assure par injection d'oxygène pur, le gaz d'aeration etant alors recycle, et le melange gazeux en recirculation chasse dès que la teneur en anhydride carbonique atteint un seuil de 7% après fermeture du circuit de recyclage, l'atmosphere suroxygenee est reconstituee par de l'o~ygene pur jusqu'au dégazage sui~ant.
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Le recyclage du gaz d'aération peut être partiel ou total.
Avec un recyclage total du gaz d'aération, le rendement d'utilisation de l'oxygène est de 99 t 5% -L'apport d'oxygène est ccmmandé par la détection de la depression du système ou par la mesure de l'oxygène dissous, le point deconsigne étant fixé à la valeur de la saturation par rapport à l'air.
Malgre la faible production d'anhydride carbonique dégage au cours de la fermentation, l'ouverture du syst~me s'effectue dès que la teneur en anhydride carbonique atteint le seuil de 7% pour eviter tout effet toxique de celui-ci ; ce taux est contrale automatiquement sur l'effluent apr~s fermeture du circuit de recyclage, l'atmosphère suroxygenee est reconstituee jusqu'à la purge suivante. Cette atmosphère surox~genee peut contenir jusqu'à 50% d'oxygène.
Il est avantageux de proceder à une succession d'au moins deux stades de ferm~ntation conduites dans au moins deux étages distincts de fermentation avec au moins une aliment.~tion complementaire en substrat.
La conduite du procédé en continu dans plusieurs étages successifs de fe~mentation permet l'enrichissement progressif du milieu de fermentation en acide acetique jusqu'à au moins 100 à 120 grammes par litre dans le cas de trois ou quatre etages de fermentation. Quand on veut atteindre des ~productions elevées, voire superieures à 120 g~l d'acide acétique, il est avantageux de procéder à des alimentations complementaires entre les divers etages de fermentation.
Le taux de dilution du substrat a une influence sur la vitesse maximale de production en acide acetique. Ce taux peut être avantageuse-ment compris entre 0,014 et 0,06 h 1 pour un systeme ~onoetage, pour un `système bietage ce taux peut evoluer de~0,01 à 0,1 h 1, et en système trietage, il peut être compris entre 0,01 à 0,122, pour un substrat alcoolique de lOO g/l. La concentration alcooliq~le de l'alimentation en substrat peut être CQmprise entre environ 60 g/l et environ 100 g/l.
Des aerations importantes de chaque etage de fermentation, 0,8 à 1 volume d'air par vol~me du miIieu et par minute, sont possibles du fait du ~ecyclage du gaz d'aeration qui permet la condensation des vapeurs volatiles (alcool, acide).
Selon une variante du procede, le substrat contenant les micro-organismes du t~pe Acetobacter est mis en contact avec des microparticules solides, de granulometrie de l'ordre d'une centaine de .
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microns, compatibles avec un usage alimentaire, du type argile, bentonite, montmorillonite. Les bactéries d'Acéto-bacter ont la propriété de s'adsorber sur ce microsupport formant des particules suffisamment petites pour être main-tenues en suspension, mais décantant néanmoins assez vitepour permettre leur rétention.
Une installation permettant à 1'ensemble du dispo-sitif un fonctionnement en continu comprend au moins deux fermenteurs montés en série, reliés par une canalisation où
circulent alternativement ou simultanément gaz et liquide, un dispositif d'alimentation en substrat du premier fermen-teur, et au moins une alimentation interm~diaire en substrat des autres fermenteurs, un dispositif d'aération situé à la partie inférieure de chaque fermenteur, un séparateur gaz-liquide, une ligne de recirculation des gaz d'aérationsur laquelle sont intercalés ~m dispositif de recirculation et une introduction d'oxygène.
Dans les dessins qui illustrent l'invention, la Figure unique est un schéma d'une installation permettant la fabrication continue de vinaigre.
Cette installation représentée sur la figure du dessin annexé comprend trois fermenteurs 2, 3 et 4 montés en série. L'alimentation en substrat (1) se fait sur le premier réacteur ~2). L'aération de celui-ci provient du gaz recyclé (8) éventuellement enrichi avec de l'oxygène (11). Les fermenteurs sont reliés deux à deux (2 et 3) (3 et 4) par une canalisation (12) et (13) où circulent alternativement ou simultanément gaz et liquide. L'aération de chaque fermenteur est assurée par le gaz émis par un dispositif d'aération situé à la partie inférieure du fermenteur, et constituée par une rampe perforée ou une plaque poreuse (lla, llb, llc). A l'extrémité de l'instal-lation, un séparateur gaz-liquide (9) permet de récupérer le liquide effluent des fermenteurs par la sortie (10) sur laquelle on intercale un contrôleur d'anhydride carbonique (non représenté) sur l'effluent par déclenchement automatique.
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4a Le séparateur gaz-liquide (9) permet la récupération et le recyclage du gaz de fermentation peu chargé en cO2, un ventilateur (7) assure la recirculation des gaz d'aération~
Entre deux fermenteurs (1 et 2) et (2 et 3) se trouvent les alimentations complémentaires (5 et 6) en substrat branchées sur la canalisation (12 et 13) reliant deux fermenteurs.
Il est donné ci-après quelques exemples de produc-tion d'acide acétique~
On met en contact une solution renfermant des Acétobacter xylinum avec des microparticules solides de montmorillonite à
,4~ .Dr.i concentration de 25 g/l dans un fermenteur du type colonne ~ bulles, thermostaté ~ ~8C, équipé d'un décanteur alimenté par du vin ou de l'alcGol à 100 g/l. Pour la souche utilisee, la vitesse maximale de production (3, 4 g~l.h) est obtenue pour une dilution de 0,055h 1 ; la concentration en acide acétique est alors de 60 g/l dans le liquide sortant. Avec une aeration de 0,8 à 1 vvm, le rendement de conversion alcool en acide peut atteindre 92%, le gaz etant recycle partiellement avec un taux de renouvell~ment de 0,2 vvm.
EX~PLE 2 Dans les ~emes conditions que precede~,ment, on recycle totalement le gaz d'aeration (1 vvm). L'apport d'oxygene nécessaire est fourni par de l'oxgène pur. Le rendement d'utilisation de 2 est de 99,5~.
Afin de ne pas inhiber la croissance de la souche Acetobacter xylinum dans le fermenteur, on alimente avec un substrat dont la concentration alcoolique n'excede pas 60 g/l. Dans ces conditions, on cbtient une concentration cellulaire deux fois superieure à celle en fermentation continue classique lOr75 g/l poids sec~ lorsque la teneur en éthanol residuel ne dépasse pas 5 g/l. Avec un taux de dilution du substrat de 0,12 h 1~ la prodw tivite en acide acetique est de 7g l/h~ la concentration en acide acetique est de 58 g/litre avec 4 g/l d'éthanol résiduel.
EXE2~LE: ~
En systeme bietage, on conduit la fermentation dans deux étages de 0,5 litres chacune, le taux de dilution est de 0,02h 1, la concentration alcoolique du substrat d'alimentation ~tant de 60 g/l, avec recyclage total du gaz d'aeration et apport d'oxygene par de 1'oxygene pur et substra~ ccmplementaire de concentration alcoolique 60 g/lO La concentration cellulaire du ler etage est de 0,7 g/l, celle du 2eme etage de 0,085 g/l~ La concentration cellulaire à la sortie du ler etage est de 64 g/litre et à la sortie du 2eme etage de 96 g/litre.
EXæMPL~ 5 Dans une installation du type illustre par la figure, on conduit une fermentation en continu dans 3 etages distincts de 0,33 1 chacun, d'un substrat de concentration alcoolique 60 g/l taux de dilution 0,02 h 1, renfermant des Acetobacter ~ylinum. Les concentrations . ~ .
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cellulaires dans les trois fer~enteurs e~ série sont respectivement les suivants : ler fermenteur : 0,169 g/l ; 2eme ~er~enteur : 0,111 g/l ;
3eme rerm.enteur : O,050 g/l. La concenlra~ion en acide acétique à la sortie du ler fermenteur est de 55,7g/l, elle s'éleve à 92,5 g/l a la sortie du deuxième, et attelnt 109,3 y/l à la soxtie du troisieme fermenteur, la productivité est de 2,2 g/l.
Claims (9)
1. Procédé de production continue du vinaigre par transformation avec enrichissement en oxygène de l'éthanol en acide acétique par voie microbiologique, caractérisé en ce que dans une première phase la trans-formation microbiologique de l'éthanol en acide acétique est conduite en présence d'air, puis après consommation de l'oxygène de l'air, dans la seconde phase l'apport en oxygène régulé par la demande du système est assuré
par injection d'oxygène pur, le gaz d'aération étant recyclé, et le mélange gazeux en recirculation chassé
dès que la teneur en anhydride carbonique atteint un seuil de 7%, après fermeture du circuit de recyclage, l'atmosphère suroxygénée est reconstituée par de l'oxygène pur jusqu'au dégazage suivant.
par injection d'oxygène pur, le gaz d'aération étant recyclé, et le mélange gazeux en recirculation chassé
dès que la teneur en anhydride carbonique atteint un seuil de 7%, après fermeture du circuit de recyclage, l'atmosphère suroxygénée est reconstituée par de l'oxygène pur jusqu'au dégazage suivant.
2. Procédé de production continue du vinaigre selon la revendication 1, caractérisé en ce que la con-centration alcoolique de l'alimentation en substrat est comprise entre environ 60 et 100 g/l.
3. Procédé de production continue du vinaigre selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'apport d'oxygène est commandé par la dépression du système ou par la mesure de l'oxygène dissous, le point de consigne étant fixé à la valeur de la saturation par rapport à
l'air.
l'air.
4. Procédé de production continue du vinaigre selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on procède à une succession d'au moins deux transformations micro-biologiques conduite dans au moins deux étages de fermen-tation avec au moins une alimentation complémentaire en substrat.
5. Procédé de production continue de vinaigre selon une quelconque des revendications 2 ou 3, caracté-risé en ce qu'on procède à une succession d'au moins deux transformations microbiologiques conduite dans au moins deux étages de fermentation avec au moins une alimentation complémentaire en substrat.
6. Procédé de production continue du vinaigre selon la revendication 1, caractérisé en ce que le, taux en anhydride carbonique est contrôlé automatique sur l'effluent.
7. Procédé de production continue de vinaigre selon une quelconque des revendications 1 à 3, caracté-risé en ce que dans un système monoétagé le taux de dilution est compris entre 0,014 et 0,06h-1, dans un système biétagé entre 0,01 et 0,1 h-1 et dans un système triétagé entre 0,01 et 0,122 pour un substrat alcoolique d'environ 100 g/l.
8. Procédé de production continue du vinaigre selon une quelconque des revendications 1 à 3, caracté-risé en ce que le substrat contenant les microorganismes du type Acétobacter est mis en contact avec des micro-particules solides compatibles avec un usage alimentaire du type argile, bentonite, montmorillonite.
9. Installation de mise en oeuvre du procédé
de fabrication continue de vinaigre selon la revendi-cation 4, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins deux fermenteurs montés en série, reliés par une canali-sation où circulent alternativement ou simultanément gaz et liquide, un dispositif d'alimentation principale en substrat du premier fermenteur, au moins une alimentation intermédiaire en substrat des autres fermenteurs, un dispositif d'aération situe à la partie inférieure de chaque fermenteur, un séparateur gaz-liquide, une ligne de recirculation des gaz d'aération sur laquelle sont intercalés un dispositif de recirculation et une introduction d'oxygène.
de fabrication continue de vinaigre selon la revendi-cation 4, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins deux fermenteurs montés en série, reliés par une canali-sation où circulent alternativement ou simultanément gaz et liquide, un dispositif d'alimentation principale en substrat du premier fermenteur, au moins une alimentation intermédiaire en substrat des autres fermenteurs, un dispositif d'aération situe à la partie inférieure de chaque fermenteur, un séparateur gaz-liquide, une ligne de recirculation des gaz d'aération sur laquelle sont intercalés un dispositif de recirculation et une introduction d'oxygène.
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