FR2635531A1 - Procede pour effectuer des reactions de photosynthese, applications de ce procede et appareil permettant la mise en oeuvre de ce procede - Google Patents

Procede pour effectuer des reactions de photosynthese, applications de ce procede et appareil permettant la mise en oeuvre de ce procede Download PDF

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Abstract

Procédé continu de réaction de photosynthèse dans lequel on met en contact une solution aqueuse contenant le microorganisme photosensible et les éléments nutritifs de croissance et le gaz dans un appareil de type hydroéjecteur dans lequel la phase aqueuse contenant le microorganisme constitue le jet central autour duquel est introduit le gaz et que l'on éclaire de l'extérieur l'hydroéjecteur à l'aide d'une lumière contenant les longueurs d'ondes auxquelles le microorganisme est photosensible. Le procédé s'applique à la réaction de désulfuration des gaz à l'aide des bactéries vertes ou pourpres et à la culture de microalgues. Installation pour la mise en oeuvre du procédé.

Description

PROCEDE POUR EFFECTUER DES REACTIONS DE PHOTOSYNTHESE,
APPLICATIONS DE CE PROCEDE ET APPAREIL PERMETTANT LA
MISE EN OEUVRE DE CE PROCEDE.
La près ente invention concerne un procédé pour effectuer des réactions de photosynthèse mettant en jeu un gaz et une phase aqueuse contenant un oicroorganisme photosensible, des applications de ce procédé et l'appareillage permettant de mettre en oeuvre ce procédé.
La photosynthèse est un phénomène bien connu dont la réaction peut s'écrire de la façon suivante
Figure img00010001
Accepteur Donneur Accepteur Donneur d'hydrogène d'hydrogène réduit~ déshydrogéné
Dans le cas des plantes ou des organismes contenant de la chlorophylle tels que les algues, la réaction de synthèse peut s'écrire globalement
Figure img00010002
(channe hydrocarbonée)
Dans le cas des bactéries vertes ou pourpres soufrées, la réaction de photosynthèse s'écrit de la façon suivante
Figure img00010003
chai ne hydrocarbonée)
Des données plus détaillées sur la photosynthèse et, en particulier, sur les réactions impliquées dans la photosynthèse peuvent être trouvées dans "La Biochimies par Lubert Stryer < Flammarion > ,
Médecine Sciences, 1985, p.452 à 473.
On a propose d'utiliser industriellement la réaction de photosynthèse pour désulfurer des gaz contenant de l'hydrogène sulfuré (voir Journal of Biology, 7(3) 1978, p.247-258, par Anglo Pilar G, Hiroshi Tanka, Kiyoniri Hara). On recueille, dans ce cas, un produit gazeux constitué par du gaz purifie et un produit solide constitué par des bactéries chargées en soufre. On a également proposé de l'utiliser pour cultiver des microorganismes contenant de la chlorophylle comme des microalgues. On recueille dans ce cas un produit solide constitue par les microalgues obtenues et comme produit gazeux un gaz enrichi en oxygène.
Pour effectuer la réaction de photosynthese, on met dans les deux cas en contact un gaz et une phase aqueuse contenant le microorganisme photosensible et les éléments nutritifs nécessaires au developpement dudit microorganisme et on éclaire le mélange réactionnel à l'aide d'une lumière contenant des longueurs d'onde auxquelles le microorganisme est sensible.
Dans les procédés connus, on fait circuler le gaz dans un réacteur, muni ou non d'un dispositif d'agitation, contenant le microorganisme dans une phase aqueuse renfermant les éléments nutritifs nécessaires à son développement, on soutire le gaz obtenu après réaction et on sépare le produit solide de la phase aqueuse le contenant. Le réacteur. est éclairé a l'aide d'un dispositif d'éclairage fournissant la lumière contenant des longueurs d'onde convenables pour la photosynthèse du microorganisme.Le dispositif d'éclairage peut être extérieur au réacteur, mais dans ce cas on n'éclaire que la surface du réacteur, et, pour améliorer le rendement de la réaction de photosynthèse, celui-ci est généralement plongé dans le réacteur.#Dans les procédés connus, la réaction est discontinue, le gaz étant introduit dans le réacteur jusqu'à ce que l'efficacité de la réaction baisse, le produit solide obtenu étant alors séparé de la phase aqueuse. On régénère ensuite la phase aqueuse en la laissant se reposer pour favoriser la multiplication des microorganismes et en la rechargeant en éléments nutritifs. On fait passer une nouvelle quantité de gaz jusqu'a ce que l'efficacité de la réaction diminue à nouveau.On peut également opérer en semicontinu, le gaz étant envoyé dans un second réacteur pendant que le premier réacteur est en régénération.
On fait donc fonctionner à tour de roule deux réacteurs.
Pour que les procédés utilisant la réaction de photosynthèse puissent être exploites industriel le- ment de façon plus rentable, on souhaite opérer en continu et améliorer les rendements.
La présente invention concerne un procédé qui permet d'opérer en continu. Ce procédé permet également d'améliorer le contact gaz-liquide et le rendement de la réaction de photosynthèse.
La présente invention concerne un procédé qui est fonde sur l'idée d'effectuer le contact (gazphase aqueuse) dans un appareil de type hydroéjecteur et d'éclairer le mélange (gaz-phase aqueuse) dans ledit appareil de type hydroéjecteur.
La présente invention concerne un procédé continu de réaction de photosynthèse mettant en jeu, d'une part, une phase aqueuse contenant un microorganisme photosensible et les éléments nutritifs nécessaires au développement dudit microorganisme et, d'autre part, un gaz, procédé dans lequel on met en contact, dans un réacteur, la phase aqueuse contenant les microorganismes avec le gaz, on éclaire le mélange (gaz-phase aqueuse) obtenu à l'aide d'une lumière contenant des longueurs d'onde auxquelles les microorganismes sont sensibles pour la photosynthèse et on sépare la phase aqueuse d'un gaz et d'un produit solide obtenus après réaction de photosynthesè, caractérisé par le fait que l'on introduit la phase aqueuse contenant les microorganismes et le gaz dans un appareil de type hydroéjecteur au moins partiellement transparent, dans lequel la phase aqueuse contenant les microorganismes constitue le jet central autour duquel le gaz est introduit, que l'on éclaire, de l'exterieur, l'appareil de type hydroéjecteur à l'aide de la lumière contenant les longueurs d'onde auxquelles le microorganisme est sensible pour la photosynthèse, que l'on introduit dans un réacteur le mélange (gaz-phase aqueuse) obtenu, que l'on recycle dans l'appareil de type hydroéjecteur une fraction de la phase aqueuse contenue dans le réacteur et que l'on soutire du réacteur le gaz et le produit solide obtenus par réaction de photosynthèse.
L'utilisation d'un appareil de type hydroéjecteur permet d'obtenir un excellent contact (gaz-phase aqueuse), ce qui améliore le rendement de la réaction de photosynthèse. Par ailleurs, on a trouvé qu'il était possible de n'éclairer le milieu réactionnel qu'au niveau- de l'appareil de type hydroéjecteur tout en ayant un échange de photons suffisant pour avoir un bon rendement de la réaction de photosynthèse. On aurait pu craindre un mauvais rendement du fait que l'on n'éclairait qu'un faible volume de phase aqueuse et pendant un temps très bref car dans l'appareil de type hydroéjecteur, la phase aqueuse est en mouvement turbulent d'écoulement. Au contraire, l'effet d'éclairage est encore plus homogène que lorsque l'on éclaire à l'intérieur du réacteur. De plus, l'éclairage extérieur selon l'invention donne une plus grande souplesse de fonctionnement, le dispositif d'éclairage pouvant-plus facilement être modifié ou déplacé. Par-ailleurs, on évite qu'il ne se forme des dépits sur le dispositif d'éclairage comme c'est le cas lorsque ce dispositif est plonge dans la phase aqueuse. Ce procédé permet d'opérer en continu, la réaction de photosynthèse étant amorcée dans l'appareil de type hydroéjecteur et se poursuivant dans le réacteur d'où on peut soutirer en continu le gaz et le produit solide obtenus par photosynthèse.
Les appareils de type hydroéjecteur sont bien connus. Ils fonctionnent selon le principe de la trompe à eau ou à mercure. Dans ce type d'appareil, on introduit dans une enceinte généralement cylindroconique un jet axial de liquide à vitesse élevée et, autour de ce jet axial, un gaz. Le jet de liquide aspire, absorbe et/ou dissout le gaz. On soutire à la partie inférieure, par exemple à la pointe conique de l'enceinte, un mélange de gaz et de liquide.
Selon l'invention, l'appareil de type hydroéjecteur est, de préférence, totalement transparent. Il est plus particulièrement en verre mais pourrait etre en matière plastiqt:'e#transparente telle que le polyméthacrylate de méthyle ou le polyéthylène téréphtalate.
On éclaire l'hydrobjecteur à l'aide d'une source de lumière telle qu'une lampe qui émet des longueurs d'onde correspondant à au moins un des- deux pics principaux d'absorption de la lumière pour les microorganismes utilises. On peut utiliser une source lumineuse centrée sur un seul de ces pics, de préférence le pic le plus élevé, mais il n'est pas nécessaire de filtrer la lumière.
Selon le procédé de l'invention, le produit solide soutiré du réacteur est, de préférence, séparé de la fraction de phase aqueuse qu'il contient et cette fraction est recyclée dans le réacteur ; cette séparation est, de préférence, faite par décantation.
Dans le procédé selon l'invention, on maintient, de préférence, la température de la phase aqueuse à une valeur constante, par exemple, par thermostatage. Le pH est également, de préférence, ajusté de façon continue, par exemple en réponse à une mesure du pH de la phase aqueuse, par addition d'un réactif acide ou basique convenable. On maintient également, de préférence, sensiblement constante la concentration en éléments nutritifs de la phase aqueuse.
Une première application du procédé selon la présente invention est la désulfuration d'un gaz contenant de l'hydrogène sulfuré par les bactéries vertes ou pourpres soufrées. Dans cette application, on effectue une réaction de photosynthèse selon la réaction (3) définie ci-dessus mettant en jeu une phase aqueuse contenant, comme microorganisme, une bactérie verte ou pourpre soufrée et un gaz contenant de l'hydrogène sulfuré.
Le gaz contenant de l'hydrogène sulfuré est plus particulièrement un biogaz obtenu par fermenta tic méthanique de résidus organiques des industries agroalimentaires, telles que, par exemple, des vinasses ou des mélasses. En effet, un des freins de la valorisation des biogaz est dû au fait qu'ils contiennent une forte proportion, allant, par exemple, jusqu'à 2 X en poids, d'hydrogène sulfuré (H2S) en raison de la présence d'un sulfate dans la substance organique fermentée. Ce gaz a une forte action corrosive en atmosphère humide et à température voisine de ae#o, ce qui provoque la corrosion des canalisations transportant le biogaz ainsi que des moteurs ou brCleurs utilisant ce biogaz.Par ailleurs, un autre frein à la valorisation du biogaz réside dans le fait qu'il ne peut pas être stocké car il ne peut être mis sous pression en bouteilles tant que la teneur en H2S dépasse une certaine valeur. Le gaz contenant de l'hydrogène sulfure traité peut également être un gaz résiduaire industriel, tel que celui obtenu par combustion de fuel dans des chaudières, que l'on désire purifier avant de le rejeter dans l'atmosphère.
Selon la présente invention, on peut traiter des gaz contenant jusqu'à 5 X en volume de H2S et obtenir un gaz contenant moins de 1 ppm de H2S.
Les bactéries vertes ou pourpres soufrées utilisées sont choisies parmi les bactéries anaérobies de la classe des thiobactérlales, famille des Thiorodaceae. On a, en particulier, utilisé des bactéries du genre Chromatium telles que Chromatium vinosum (souche n 1611 de la classification ATCC), Chromatium spec.(souche n*25-1 de la classsification ATCC),
Chromatium warmingii ou du genre Thiocapsa telle que
Thiocapsa roséopersicina (souche n6311 de la classification ATCC). Ces bactéries vivent en milieu strictement minéral ce qui carte tout risque de contamination par des microorganismes organotrophes.
Lors de la réaction de photosynthèse, les bactéries vertes ou pourpres soufrées stockent le soufre dans les granules intracytoplasmiques. Les bactéries chargées en soufre sont plus lourdes et tombent au fond du réacteur d'ou on peut les soutirer avec une petite fraction de phase aqueuse. On les sépare ensuite de cette fraction de phase aqueuse, de préférence, par décantation.
Ces bactéries chargées en soufre peuvent entre valorisées par la fabrication d'aliments pour animaux, par la fabrication d'adénosine triphosphate ou comme intermédiaire dans la fabrication de produits chimiques.
La longueur d'onde à laquelle les bactéries sont sensibles varie d'une bactérie à l'autre. Dans le cas des bactéries du genre Chromatium, il y a deux pics d'absorption : l'un au voisinage de 898 nm, l'autre au voisinage de 548 nm. (voir figure 2 courbe 1). On éclaire donc le dispositif de type hydroéjecteur avec une source émettant une lumière contenant des longueurs d'onde correspondant à l'un de ces pics, de préférence des longueurs d'onde correspondant au pic situé au voisinage de 89~ nm.
II est connu que la vitesse de la photosynthèse, lorsqu'elle est mesurée en fonction de l'intensité d'illumination, augmente aux faibles intensités et tend vers une valeur limite aux fortes intensités. Dans le cas des bactéries du genre Chromatium, on opère avec une intensité d'environ îeee Lux car l'emploi d'une intensité plus élevée n'amène plus de modification notable de la vitesse. de photosynthèse.
La phase aqueuse contenant les bactéries est tamponnée à un pH voisin de leur pH physiologique optimal. Ce pH varie d'une bactérie à l'autre et il est, par exemple, pour les bactéries de genre Chromatium compris entre 6,5 et 7,6. La phase aqueuse est également maintenue à une température voisine de la température physiologique optimale de la bactérie mais doit également tenir compte des phénomènes de transfert (gaz-phase aqueuse). Elle se situe entre 25 et 3~-C pour les bactéries de genre Chromatium.
La phase aqueuse contient les constituants du milieu de culture de la bactérie de façon à favoriser la croissance et le renouvellement des bactéries. On donne dans le tableau ci-après deux exemples de milieu de culture, l'un pour les bactéries dites d'eau douce telles que Thiocapsa roséopersicina,
Chromatium vinosum et Chromatium warmingii, et l'autre, pour des bactéries dites marines telles que
Chromatium spec.
Figure img00090001
<tb> <SEP> Phase <SEP> aqueuse <SEP> Souche <SEP> marine <SEP> Souche <SEP> eau <SEP> douce
<tb> Eau <SEP> distillée <SEP> 950 <SEP> mi <SEP> 950 <SEP> ml <SEP>
<tb> Eléments <SEP> <SEP> "trace" <SEP> 'SL <SEP> 10) <SEP> 7 <SEP> <SEP> mi <SEP> 1 <SEP> ml <SEP>
<tb> KH2P04 <SEP> 0,5 <SEP> g <SEP> 0,5 <SEP> g
<tb> NH4Cl <SEP> 0,5 <SEP> g <SEP> 0,5 <SEP> g
<tb> MgSO4 <SEP> , <SEP> 7 <SEP> H20 <SEP> 1,0 <SEP> g <SEP> 0,4 <SEP> g
<tb> CaCl2 <SEP> , <SEP> 2 <SEP> H20 <SEP> 0,1 <SEP> g <SEP> 0,1 <SEP> g
<tb> NaCl <SEP> 10 <SEP> g <SEP>
<tb> NaHC03 <SEP> (solution <SEP> à <SEP> (5 <SEP> %) <SEP> <SEP> 40 <SEP> ml <SEP> 40 <SEP> ml <SEP>
<tb> Na2 <SEP> S, <SEP> 9 <SEP> H20 <SEP> (solution <SEP> à <SEP> 5 <SEP> X) <SEP> <SEP> 12 <SEP> ml <SEP> 12 <SEP> mi
<tb> Vitamine <SEP> B12 <SEP> (solution <SEP> 2mg/1OOml) <SEP> <SEP> 1 <SEP> ml <SEP> 1 <SEP> <SEP> ml <SEP>
<tb>
La solution d'éléments "trace" SL 10 a la composition suivante
Figure img00090002
<tb> <SEP> Constituants <SEP> Quantités
<tb> Eau <SEP> distillée <SEP> 1 <SEP> 000 <SEP> ml <SEP>
<tb> HCL <SEP> (25 <SEP> %, <SEP> 7.7 <SEP> mole/l) <SEP> 10 <SEP> ml <SEP>
<tb> FeCl2 <SEP> , <SEP> 4 <SEP> H20 <SEP> 1,5 <SEP> g
<tb> ZnCl2 <SEP> 70 <SEP> mg
<tb> MnC12 <SEP> , <SEP> 4 <SEP> H20 <SEP> 100 <SEP> mg
<tb> H3B03 <SEP> 12 <SEP> mg
<tb> CoC12 <SEP> , <SEP> 6 <SEP> H20 <SEP> 190 <SEP> mg
<tb> CuCl2 <SEP> , <SEP> 2 <SEP> H20 <SEP> 3 <SEP> mg
<tb> NiCl2 <SEP> , <SEP> 6 <SEP> H20 <SEP> 24 <SEP> mg <SEP>
<tb> NaMoO4 <SEP> <SEP> , <SEP> 2 <SEP> H20 <SEP> 36 <SEP> mg
<tb>
Une seconde application du procédé selon la présente invention est la culture d'un microorganisme contenant de la chlorophylle constitué par une microalgue. Dans cette application, on met en jeu une réaction de photosynthèse selon la réaction (2) définie ci-dessus mettant en jeu une phase aqueuse contenant une microalgue et un gaz contenant du gaz carbonique.
Il est avantageux de pouvoir cultiver industriellement des algues car elles sont la source de nombreux produits utilisés dans les industries alimentaires, pharmaceutiques et cosmetologiques. Parmi ces composés, on peut citer, par exemple, les pigments, la vitamine A, des polysaccharides, le sorbitol et les acides gras insaturés.
Les microalgues cultivées selon l'invention sont, en particulier, des chlorelles ou des spirulines.
Le gaz utilisé est un gaz contenant de l'anhydride carbonique. Ce gaz est plus particulièrement l'air.
Les longueurs d'ondes auxquelles les algues sont sensibles sont celles des plantes contenant de la chlorophylle (voir courbe 2 sur la figure 2 > : on opère donc avec une source lumineuse émettant une lumière contenant-des longueurs d'onde voisines de 75# nm et/ou 558 nm. On a constaté que la croissance des microalgues était notablement accrue quand on éclairait avec une lumière contenant les deux zones de longueur d'onde. Comme dans le cas des bactéries soufrées, on opère avec une intensité maximale de lumière voisine de ieee Lux.
On opère à une température comprise entre 25 et 35-C environ, et à un pH voisin de la neutralité.
Le milieu nutritif utilisé a une teneur en éléments minéraux voisine de celle de l'eau de mer qui varie selon les microalgues.
Un milieu convenable pour la croissance des chlorelles est, par exemple, une solution aqueuse ayant la formulation suivante
Figure img00110001
<tb> <SEP> Constituants <SEP> Quantités
<tb> <SEP> KNO3 <SEP> 5 <SEP> g/l
<tb> <SEP> MgSO4 <SEP> ,7H20 <SEP> <SEP> 2,5 <SEP> g/l
<tb> <SEP> KH2PO4 <SEP> <SEP> 1,25 <SEP> g/l <SEP>
<tb> <SEP> EDTAFe <SEP> * <SEP> 0,0044 <SEP> g/l <SEP>
<tb> <SEP> Ca(N03)2.4H20 <SEP> <SEP> 0,03 <SEP> g/l
<tb> <SEP> Solution <SEP> Arnold <SEP> A4 <SEP> 1 <SEP> ml <SEP>
<tb> <SEP> Solution <SEP> Arnold <SEP> B4 <SEP> 1 <SEP> ml <SEP>
<tb> * <SEP> EDTA <SEP> = <SEP> acide <SEP> éthylène <SEP> diamine <SEP> tétraacétique
<tb>
La solution A4 de Arnold est une solution aqueuse définie comme suit
Figure img00110002
<tb> Constituants <SEP> Quantités <SEP> en <SEP> 10-3 <SEP> g/l <SEP>
<tb> <SEP> HB03 <SEP> 2+86 <SEP>
<tb> <SEP> MnSO4,H2O <SEP> 1,55
<tb> <SEP> ZnSO4,7H2O <SEP> 0,22
<tb> <SEP> CuSO4,51120 <SEP> <SEP> 0,079
<tb>
La solution B4 de Arnold est une solution aqueuse N/10 de H2S04 contenant les composés cidessous en g/I
Figure img00120001
<tb> <SEP> Constituants <SEP> Quantités <SEP> en <SEP> 10-7 <SEP> g/l
<tb> (NH4)6MO7024,4H2O <SEP> 1288
<tb> CrK(S04)2,121120 <SEP> <SEP> 960
<tb> NiS04'7H2 <SEP> <SEP> 478,5
<tb> Co(N03)2,6H20 <SEP> 493,8
<tb> Na2WO4,2H2O <SEP> 179,4
<tb> TioS04,4H2O <SEP> 241,64
<tb>
Un milieu convenable pour la croissance des spirulines est, par exemple, le milieu de Zarouk tel que décrit dans "Algoculture : la spirulina, un espoir pour le monde de la faim" R.D.Fox (Ed.EDlSUD,1986)
avec les modifications suivantes en g/l
Figure img00130001
<tb> <SEP> Constituants <SEP> Quantités
<tb> <SEP> NaCl <SEP> 1,0 <SEP> g/l <SEP>
<tb> <SEP> K2SO4 <SEP> 1,0 <SEP> g/l <SEP>
<tb> <SEP> EDTAFe <SEP> * <SEP> 0,08 <SEP> ~ <SEP> <SEP> g/i <SEP>
<tb> <SEP> FeS04,7H20 <SEP> <SEP> 0,07
<tb> <SEP> NaHC03 <SEP> 16,8 <SEP> g/l
<tb> <SEP> H3P04 <SEP> 0,25 <SEP> ml/l
<tb> <SEP> Solution <SEP> A5 <SEP> d'oligo-éléments <SEP> ml/l
<tb> <SEP> Solution <SEP> B6 <SEP> d'oligo-éléments <SEP> ml/l
<tb> <SEP> <SEP> EDTA <SEP> = <SEP> acide <SEP> éthylène <SEP> diamine <SEP> tétraacétique <SEP> --f
<tb>
La solution AS est une solution aqueuse d'oligo-éléments définie comme suit
Figure img00130002
<tb> Constituants <SEP> Quantités <SEP> en <SEP> 10-1 <SEP> g/l <SEP>
<tb> <SEP> H3B03 <SEP> 2,86
<tb> <SEP> MnCl2 <SEP> 1,81
<tb> <SEP> ZnSO4,7H2O <SEP> 0,22
<tb>
La solution B6 est une solution aqueuse d'oligo-éléments définie comme suit
Figure img00140001
<tb> <SEP> Constituants <SEP> Quantités <SEP> en <SEP> 10 <SEP> -4 <SEP> g/i <SEP>
<tb> <SEP> NH4V 3 <SEP> <SEP> 229,6
<tb> <SEP> K2Ca2(SO4)24H2O <SEP> 960
<tb> <SEP> NiS04,7H20 <SEP> 478,5
<tb> <SEP> Na2WO4 <SEP> ,21120 <SEP> <SEP> 179,4
<tb> <SEP> Te2(S0# > 3 <SEP> <SEP> 400
<tb> Co(N03)2,6112 <SEP> <SEP> 439,8
<tb>
L'invention a également pour objet une installation pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention comportant un hydroéjecteur au moins partiellement transparent, dont l'alimentation en liquide est assurée par un réacteur, ledit hydro6,ecteur étant relié à une source de gaz, qui débouche à la périphérie du jet liquide axial fourni par l'alimentation liquide précitée, et renvoyant un flux de sortie vers le réacteur, une conduite de liquide reliant la partie inférieure du réacteur à un séparateur muni d'un soutirage et d'une conduite de recyclage de la phase liquide dans la conduite reliant le séparateur au réacteur. Le séparateur est, de préférence, un décanteur.
La figure i représente schématiquement un exemple de réalisation d'une installation selon l'invention. En se référant à cette figure, on voit que l'installation comprend un hydroéjecteur transparent i, un réacteur 2, un décanteur 3 et un dispositif d'éclairage 4. On introduit une phase aqueuse contenant le microorganisme et les éléments nutritifs par une tubulure axiale la dans l'axe de l'hydroéjeoteur de façon à former un jet central axial. Le gaz est introduit en 1@ autour du jet central axial de phase aqueuse sortant de la tubulure la à la partie inférieure de l'hydroéjecteur, le mélange (gaz-phase aqueuse) que l'on recycle par la conduite 5 dans le réacteur 2.
L'hydroéjecteur i est éclairé extérieurement par un dispositif d'éclairage 4. Le dispositif d'éclairage est constitué par une lampe différente selon les longueurs d'onde que l'on désire obtenir. On peut, par exemple, utiliser une lampe au tungstène avec ou sans gaz halogène, émettant dans l'infrarouge.
Le réacteur 2 est un réacteur fermé dans lequel on peut opérer en milieu anaérobie quand on effectue la désulfuration de gaz. De façon générale, on utilise tout appareil permettant d'opérer dans des conditions stériles pour éviter l'introduction de microorganismes non désirés dans le circuit de fabrication. On soutire à la partie supérieure du réacteur.
2 par la conduite 6 le gaz obtenu après la reaction de phctosynthèse. A la partie inférieure du réacteur 2, une conduite de liquide 7 soutire une fraction de la phase aqueuse contenue dans le réacteur 2 et l'introduit dans le décanteur 3. Dans ce décanteur, on sépare par décantation le produit solide obtenu après réaction de photosynthèse ; à la partie inférieure du décanteur 3, on soutire en B le produit solide séparé.
La phase aqueuse décantée est soutirée par trop-plein du décanteur 3 et elle est recyclée par la conduite 9 dans le réacteur 2.
Avant de réintroduire la phase aqueuse dans le réacteur 2, on peut introduire en 10 dans la conduite 9 des éléments nutritifs de façon à compenser ceux consommés par les microorganismes. On introduit également en il dans la conduite 9 un réactif permettant de maintenir le pH dans le réacteur 2 à une valeur constante.
Il est bien clair que, dans l'installation ci-dessus, le décanteur pourrait être remplacé par un autre séparateur tel qu'un filtre ou une centrifugeuse, par exemple.
Les exemples donnés ci-dessous, à titre purement illustratif et non limitatif permettront de mieux comprendre la mise en oeuvre du procédé selon l'invention.
Dans ces exemples, on opère dans une installation telle que celle schématisée sur la figure 2, l'hydroéjecteur étant une trompe à eau commercialisée par Prolabo sous la référence es e49 ##7, le réacteur étant un ballon et la source de lumière étant une lampe halogène au tungstène ayant une intensité de 1000 Lux et émettant des longueurs d'onde voisines de 89e nm, de 750 nm et sse nm.
Exemple 1 - Désulfuration d'un biogaz de fermentation méthanique contenant i X en volume de 1125.
La bactérie utilisée est Chromatium Sp. Elle est introduite dans un milieu nutritif ayant la composition ci-dessus donnée pour les bactéries dites eau douce.
Le ballon utilisé a un volume de 7~~~ ml. On introduit à la trompe à eau 5~~1/jour de biogaz contenant en moyenne 1X de 1125. Le débit de phase aqueuse à la trompe à eau est de 1~~1/h. Dans le ballon, la température est maintenue à 3~ C à l'aide d'un thermostat et le pH entre 6,7 et 6,8 par introduction d'une solution de carbonate en réponse à une valeur mesurée du pH. Dans le réacteur, la concentration en bactéries se maintient à une valeur de e,5g/l, c'est à-dire environ 1#7 bactéries par ml. On introduit e,7l/j de phase aqueuse dans le décanteur. On téintroduit ~,21/jour de solution nutritive dans le réacteur.On soutire du réacteur 5#el/jour de gaz ayant une teneur en soufre inférieure à ippm. On soutire du décanteur 7g/jour (en poids à sec) de bactéries chargées en soufre d'une part, et d'autre part #,51/jour de surnageant qui est recycle dans le réacteur
Exemple 2 : Culture d'une microalgue.
La microalgue cultivée est une spirulina du groupe des cyanophycées, de l'ordre des nostocales, de la famille des oscillatoriacées. Le milieu de culture utilisé est celui précédemment défini. Le ballon utilisé a un volume de 5 eee ml. On introduit à la trcmpe à eau 1~~ l/h d'air. Le débit de la phase aqueuse est de 35 lsh. La température est maintenue à l'aide d'un thermostat à 35 C et le pH à 7. On introduit #,#83 I/h de phase aqueuse dans le décanteur. On réintroduit 2 I/jour de solution nutritive. On soutire du décanteur 2 g/four compté à sec) de microalgues.

Claims (20)

    REVENDICATIONS i - Procédé continu de réaction de photosynthèse mettant en jeu, d'une part, une phase aqueuse contenant un microorganisme photosensible et les éléments nutritifs nécessaires 'au développement dudit organisme et, d'autre part, un gaz, procédé dans lequel on met en contact, dans un réacteur, la phase aqueuse contenant le microorganisme avec le gaz et on éclaire le mélange gaz-phase aqueuse obtenu à l'aide d'une lumière contenant des longueurs d'onde auxquelles les microorganismes sont sensibles pour la photosynthèse et on sépare la phase aqueuse d'un gaz et d'un produit solide obtenus après réaction de photosynthèse caractérisé, par le fait que l'on introduit la phase aqueuse contenant le microorganisme et le gaz dans un appareil de type hydroéjecteur, au moins partiellement transparent dans lequel la phase aqueuse constitue le jet central axial et le gaz est introduit autour de ce jet, que l'on éclaire de l'extérieur, l'appareil de type hydroéjecteur à l'aide d'une lumière contenant des longueurs d'onde auxquelles le microorganisme est sensible pour la photosynthèse, que l'on introduit dans un réacteur 1e mélange (gaz-phase aqueuse) obtenu, que l'on recycle dans l'appareil de type hydroéjecteur une fraction de la phase aqueuse contenue dans le réacteur et que l'on soutire du réacteur le gaz et du produit solide obtenu après la réaction de photosynthèse.
  1. 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'on soutire le produit solide obtenu après la réaction de photosynthèse du réacteur, qu'on le sépare de la phase aqueuse qu'il contient et que l'on recycle cette phase aqueuse dans le réacteur
  2. 3 - Procédé selon la revendication 2, caractérisé par le fait que la séparation se fait par décantation.
    4 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que la phase aqueuse est maintenue à pH constant.
  3. 5 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que la phase aqueuse est maintenue à température constante.
  4. 6 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que l'on maintient sensi blement constante la teneur en éléments nutritifs de la phase aqueuse.
  5. 7 - Application du procédé selon l'une des revendications 1 à 6 à la réaction de photosynthèse mettant en jeu une phase aqueuse contenant comme microorganisme photosensible une bactérie verte ou pourpre soufrée et un gaz contenant de l'hydrogene sulfuré.
  6. 8 - Application selon la revendication 7 dans lequel le gaz contenant de l'hydrogène sulfuré contient jusqu'à 5x de H2S.
  7. 9 - Application selon la revendication 7, dans lequel le gaz contenant de l'hydrogène sulfuré est un biogaz obtenu par fermentation méthanique de résidus organiques.
    le - Application selon la revendication 7, dans lequel le gaz contenant de l'hydrogène sulfuré est un gaz résiduaire industriel.
  8. 11 - Application selon l'une des revendications 7 à je, caractérisé par le fait que la bactérie verte ou pourpre soufrée est choisie parmi les bactéries anaérobies de la classe des thiobactériales famille des Thioradaceae.
  9. 12 - Application selon la revendication 11, caractérisée par le fait que la bactérie est du genre
    Chromatium.
  10. 13 - Application selon la revendication 12, caractérisée par le fait que la bactérie est Chromatium vinosum, Chromatium spec. ou Chromatium Warmin gii i.
  11. 14 - Application selon la revendication 11.
    caractérisée par le fait que la bactérie est du genre
    Thiocapsa.
  12. 15 - Application selon la revendication 14, caractérisée par le fait que la bactérie est Thiocapsa roséopersicina.
  13. 16 - Application selon les revendications 12 ou 13, caractérisée par le fait que la phase aqueuse a un pH compris entre 6,5 et 7,8.
  14. 17 - Application selon l'une des revendications Il à 15, caractérisée par le fait que la phase aqueuse a une température voisine de 3~C.
  15. 18 - Application selon l'une des revendications 12 ou 13, caractérisée par le fait que l'on éclaire le dispositif de type hydroéjecteur avec une source émettant une lumière contenant des longueurs d'onde voisines de 89# nm et de 55# nm.
  16. 19 - Application selon les revendications Il ou 12, caractérisée par le fait que la lumière a une intensité maximale de îeee Lux.
    2e - Application du procédé selon l'une des revendications 1 à 6 à la réaction de photosynthèse mettant en jeu une phase aqueuse contenant, comme microorganisme photosensible, une microalgue et un gaz contenant du gaz carbonique.
  17. 21 - Application du procédé selon la revendication 2~, caractérisée par le fait que la microalgue est une chlorelle ou une spiruline.
  18. 22 - Application du procédé selon l'une des revendications 28 ou 21, caractérisée par le fait que l'on éclaire l'appareil du type hydroéjecteur à l'aide d'une source émettant une lumière contenant des longueurs d'onde voisines de 758 nm et/ou de 55e nm.
  19. 23 - installation pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 å 6, comportant un hydroéjecteur au moins partiellement transparent (i), dont l'alimentation liquide est assurée par un réacteur (2), ledit hydroéjecteur étant relié à une source de gaz par une conduite (12), qui débouche à la périphérie du jet liquide axial sortant de la tubulure (la) pour l'alimentation liquide précitée, et renvoyant son flux de sortie dans le réacteur (2), un dispositif d'éclairage (4) éclairant extérieurement l'hydroéjecteur (1), une conduite de liquide (7) reliant la partie inférieure du réacteur (2) à un séparateur (3) muni d'un soutirage (8) des produits soi ides décantés et d'une conduite de recyclage (9) de la phase liquide, la conduite (9) reliant le séparateur (3) au réacteur (2).
  20. 24 - Installation selon la revendication 23, caractérisée par le fait que le séparateur (3) est un décanteur.
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