FR2978773A1 - Nouveau procede de fabrication de dextran, solution de dextran obtenue et utilisations - Google Patents

Abstract

Procédé de production d'une solution de dextran par voie microbiologique selon lequel, on inocule avec une préculture d'une souche bactérienne apte à produire du dextran, un milieu de culture contenant du sucrose puis on récupère directement la solution de dextran obtenue à l'issue de la fermentation, sans étape ultérieure de concentration, caractérisé en ce que : - avant inoculation, le milieu de culture contient au moins 10% massique de sucrose, - après inoculation, on ajoute de nouveau du sucrose dans des conditions telles que la quantité totale de sucrose dans le milieu, y compris celle présente avant inoculation soit d'au moins 16% massique, - la solution de dextran obtenue contient au moins 10% massique de dextran. Solution native de dextran obtenue et utilisation de la solution comme agent floculant

Description

NOUVEAU PROCEDE DE FABRICATION DE DEXTRAN, SOLUTION DE DEXTRAN OBTENUE ET UTILISATIONS Domaine technique de l'invention La présente invention concerne le domaine des polysaccharides obtenus par voie microbiologique, plus particulièrement le dextran. Elle se rapporte plus précisément au mode de production de ce dernier ainsi qu'à son utilisation comme floculant de suspensions aqueuses de particules solides et comme épaississant de milieux aqueux. 10 Le dextran est une molécule complexe et longue issue de la transformation du sucrose par l'action d'enzymes désignées dextransucrases, lesquelles sont sécrétées par des bactéries telles que par exemple Leuconostoc mesenteroides. Le dextran peut ainsi être produit à partir d'une culture de bactérie du type ci avant cité dans un milieu de 15 culture spécifique.

Art antérieur

Il est connu que certains microorganismes peuvent être cultivés de manière à ce qu'ils 20 produisent des enzymes extracellulaires capables de transformer des sucres en polysaccharides microbiens. De tels polysaccharides sont par exemple le xanthane, le scleroglucane, le chizophyllane, le diutane, le levane, le gellane, le wellane, le pullulane et le dextran.

25 Les dextrans notamment sont produits à partir d'une bactérie telle que par exemple Leuconostoc mesenteroides cultivée dans un milieu de culture supplémenté en sucrose. Le dextran résulte en pratique de la polymérisation des monomères glucose du sucrose en glucane (polyglucose) par les dextransucrases de la bactérie. Le bouillon de culture contient généralement, et de manière non limitative, outre le 30 sucrose, des éléments nutritifs tels que des sources d'azote, par exemple des sels d'ammonium, de l'urée, des hydrolysats de protéines de lait et de viande, telle que par exemple de la caséine, un extrait de levure, de même que des sels de tampon tels que des phosphates potassiques ou sodiques, des minéraux tels que le fer, le magnésium, le calcium, le manganèse, des vitamines et de l'anti-mousse. Comme déjà dit, ce 35 bouillon constitue le milieu de fermentation dans lequel les bactéries vont produire les enzymes et dans lequel le sucrose va être transformé en dextran.5 La production des dextrans dans la culture bactérienne est normalement suivie d'au moins une étape de purification du dextran obtenu après fermentation. La purification est habituellement effectuée par précipitation à l'alcool, tel que l'éthanol ou l'isopropanol. Cette purification permet d'éliminer du dextran, les cellules, les enzymes hydrolysantes qui peuvent dégrader le polymère, de même que le milieu. Elle permet ainsi d'obtenir un dextran plus performant, en particulier, pour l'application floculant dans les mines.

L'article Production of Dextran by newly isolated strains of Leuconostoc mesenteroides PCSIR-4 and PCSIR-9 (Turkish Journal of Biochemistry - 2005; 31 (1); 21-26) décrit ainsi un procédé de production de dextran mettant en oeuvre des étapes de précipitation et de purification. L'étape de purification décrite comprend plusieurs sous-étapes de précipitation, centrifugation ou filtration du précipitât, lavage, séchage et dissolution, qui rendent le procédé de fabrication complexe, long et cher.

L'article enseigne aussi que la concentration totale optimale de sucrose est de 10%, étant précisé que le sucrose est ajouté en une seule fois. Lorsque la concentration en sucrose est plus élevée, on observe une inhibition de la synthèse de dextran. La concentration en dextran obtenue dans cet article est au maximum d'environ 9%, pour une quantité de sucrose mise en oeuvre de 30%. De manière générale, les concentrations en dextran, après fermentation, obtenues par voie microbiologique sont de l'ordre de 1 à 7 % massique, le plus souvent comprises entre 2 et 5% massique [Behravan et al. 2003 Biotechnol Appl Biochem 38 :267-269]. Or l'industrie des mines, entre autre celle de l'alumine, utilise habituellement des solutions de dextran à 15% massique. Cela nécessite donc au moins une étape de concentration de la solution de dextran.

Le poids moléculaire du dextran produit a également son importance. Le dextran est largement utilisé dans le domaine médical comme média de transport dans le sang. Dans ce cas, il présente un faible poids moléculaire, entre 1000 et 70 000 g/mol. Il est aussi utilisé dans les domaines de la récupération assistée du pétrole, de la cosmétique et de l'alimentaire où il agit comme épaississant. Il est également mis en oeuvre dans la production de papier, le forage et les mines, comme par exemple les mines d'alumine, où il agit comme floculant. Pour une bonne efficacité comme floculant, on cherche habituellement un haut poids moléculaire, généralement supérieur à 100 000 g/mol.

Problème technique à résoudre

Il apparait donc que la production de dextran par voie microbiologique est limitée en ce qu'elle ne permet pas de produire, sans étape de concentration, des solutions dont la concentration en dextran, après fermentation, excède 10%. Par ailleurs, on a constaté qu'il était nécessaire de purifier le dextran produit à l'issue de la fermentation, pour obtenir de bonnes performances de floculation ou d'épaississement. Bien entendu, les étapes de purification tendent à augmenter le coût du produit fini.

En d'autres termes, le problème que se propose de résoudre l'invention est celui de mettre au point un procédé de production microbiologique de dextran qui permette d'augmenter la concentration produite, sans étape ultérieure de concentration. L'objectif est également de mettre au point un procédé de production de dextran qui ne nécessite pas d'étape ultérieure de purification, le dextran obtenu étant tout aussi efficace que le dextran purifié, en particulier lorsqu'il est utilisé comme agent de floculation ou épaississant.

Description de l'invention La présente invention se propose de palier aux problèmes ci-dessus mentionnés.

Le Demandeur a ainsi mis au point une nouvelle solution de dextran obtenu par voie microbiologique à haute concentration, c'est-à-dire dont la concentration en dextran après fermentation, est, sans étape de concentration, supérieure à 10% massique, et ce, en optimisant les paramètres de la polymérisation pendant la fermentation.

En particulier, le Demandeur a constaté qu'on atteignait cet objectif en incorporant une certaine quantité de sucrose dans le milieu de culture, avant inoculation de la bactérie et en n'en rajoutant après inoculation.

Plus précisément, l'invention a pour objet un procédé de production d'une solution de dextran par voie microbiologique selon lequel, on inocule avec une préculture d'une souche bactérienne apte à produire du dextran, un milieu de culture contenant du sucrose puis on récupère directement la solution de dextran obtenue à l'issue de la fermentation, sans étape ultérieure de concentration. 3 Le procédé se caractérise en ce que : - avant inoculation, le milieu de culture contient au moins 10% massique de sucrose, - après inoculation, on ajoute de nouveau du sucrose dans des conditions telles que la quantité totale de sucrose ajoutée dans le milieu, y compris celle présente avant inoculation soit d'au moins 16% massique, - la solution de dextran contient au moins 10% massique de dextran.

Le Demandeur a ainsi constaté que le fait d'ajouter du sucrose en au moins deux fois 10 permettait d'éviter le phénomène d'inhibition de la croissance de la bactérie et de l'activité de l'enzyme dextransucrase.

De même, après inoculation, on ajoute de nouveau du sucrose dans des conditions telles que la quantité totale de sucrose, y compris celle présente avant inoculation soit 15 d'au moins 16% massique.

Selon l'invention, l'ajout de sucrose après inoculation peut être effectué en continu ou en discontinu.

20 Lorsque l'ajout de sucrose après inoculation est effectué en plusieurs fois, il l'est avantageusement en au moins deux fois.

L'ajout en au moins deux fois est forcément un ajout séparé. Néanmoins chaque ajout peut être effectué de manière instantanée ou sous forme continue jusqu'à ce que la 25 quantité souhaitée soit injectée. Il peut également s'agir d'une combinaison des deux possibilités.

En d'autres termes, chaque ajout est effectué de manière instantanée ou de manière continue ou le premier ajout est effectué de manière continue et le second ajout est 30 effectué de manière instantanée ou vice versa jusqu'à ce que la quantité souhaitée soit injectée.

Pour améliorer d'avantage la concentration finale de la solution de dextran, la quantité totale de sucrose ajouté, y compris celle présente dans le milieu supplémenté, est d'au 35 moins 20% massique, de préférence au moins 25% massique.

La solution de dextran contient préférentiellement au moins 14% massique de dextran, et plus préférentiellement au moins 18% massique de dextran.

Selon l'invention, la souche apte a produire du dextran est une souche du genre Leuconostoc, Streptococcus, Lactobacillus ou encore Acetobacter. Dans un mode de réalisation préféré, il s'agit d'une souche de Leuconostoc mesenteroides, en particulier les souches NRRL B 1299, NRRL B 742, NRRL B-512 F, NRRL B 523, V-2317 D, KCTC 3505, ZDRAVLJE SR.P..

De la sorte, le procédé de l'invention permet d'obtenir, sans étape de concentration, c'est à dire, directement à l'issue de la fermentation, une solution de dextran de concentration supérieure à 10% massique, très préférentiellement supérieure à 14% massique et encore plus préférentiellement supérieure à 18% massique.

La solution de dextran obtenue peut ne pas être substantiellement purifiée, y compris jusqu'au moment de son utilisation. En d'autres termes, on ne sépare pas dans ce cas les matériaux cellulaires et/ou le milieu de fermentation de la solution de dextran.

Autrement dit, elle peut contenir tout ou partie des matériaux cellulaires et du milieu de fermentation. En particulier, la solution peut contenir des bactéries, des enzymes mais aussi des sels et des éléments du bouillon de culture.

Pour favoriser la croissance des microorganismes, on élève le niveau d'oxygénation du milieu de culture. En pratique, l'oxygénation est de l'ordre de 0.25 vvm en début de fermentation, étape durant laquelle on souhaite multiplier les microorganismes. Dans un second temps, on diminue l'oxygénation pour privilégier la formation de l'enzyme et son activité et ainsi favoriser la biopolymérisation du sucrose en dextran. En pratique, on diminue l'oxygénation, par exemple à une valeur de l'ordre de 0.1 vvm.

L'unité vvm correspond au volume d'air introduit dans le milieu par rapport au volume rempli du réacteur dans lequel se déroule la production de dextran.

Comme il sera vu par la suite, le dextran produit présente un haut poids moléculaire.

De ce fait, le milieu de fermentation est assez visqueux. L'agitation du milieu de fermentation doit être suffisante pour garantir le transfert de masse entre l'enzyme dextransucrase et le sucrose et ainsi favoriser une homogénéité de fermentation dans toutes les parties du fermenteur. En pratique, l'agitation du milieu de fermentation est effectuée à une valeur comprise entre 100 et 1000 t/min, de préférence entre 200 et 500 t/min. L'homme de métier est tout à fait à même d'ajuster ce paramètre en fonction de la croissance des microorganismes, de la concentration d'oxygène et de la consommation de sucrose créé par l'agitation.

Il est connu de l'art antérieur que la fermentation transforme une partie du sucrose en acide, ce qui occasionne une baisse de pH, généralement de 7.2 à 4.3. On distingue trois phases : - la première pendant laquelle le pH est ajusté à 7.2, condition optimale pour 5 la croissance des microorganismes ; - la deuxième durant laquelle le pH est ajusté à 6.6, condition optimale pour la formation des enzymes ; - la troisième durant laquelle le pH est ajusté à 5.2, condition optimale pour la formation du dextran 10 Pour optimiser ces 3 phases, on ajuste le pH de manière classique par ajout continu et maîtrisé de soude ou d'ammoniaque afin de réguler le pH à une valeur constante de 7.2, ou 6.6 ou 5.2. C'est une opération qui nécessite du matériel spécifique et couteux.

15 Le Demandeur a constaté que de manière surprenante, le pH pouvait être maîtrisé par ajout d'une quantité de tampon très supérieure à celle habituellement rencontrée, sans contrainte et sans matériel supplémentaire.

Plus précisément, on augmente le pH initial à une valeur supérieure à 7.5, de 20 préférence supérieure à 8. On contrôle ensuite selon l'invention la baisse de pH au moyen d'une quantité importante d'un ou plusieurs sels de tampon En particulier, pendant la fermentation, alors qu'on utilise habituellement une quantité de 0.1% massique de sel de tampon comme par exemple le phosphate di-sodique ou di-potassique, on ajoute selon l'invention une quantité d'au moins 0.5% massique d'au 25 moins un sel de tampon, avantageusement au moins 1% massique, de préférence au moins 2 % massique. Ceci permet de contrôler la baisse du pH et d'optimiser les durées des phases de croissance des microorganismes (pH optimal à 7.2) et de formation d'enzyme (pH optimal à 6.6), et de formation du dextran (pH optimal à 5.2) sans contrainte de programmer et réguler trois différents pH par l'ajout d'une solution 30 de base de type soude ou ammoniaque.

D'autres sels de tampon peuvent aussi être utilisés comme par exemple le phosphate d'ammonium, le borate de sodium ou le citrate de sodium.

Malgré l'optimum de la croissance à pH 7,2, il s'avère, comme déjà mentionné, qu'on obtient un taux de croissance satisfaisant avec un pH de départ à pH 8,0. Dans ce mode préféré, la fermentation commence à pH 8,0. Elle permet dès le début de la fermentation une accumulation de dextran et ainsi l'obtention d'une concentration finale de dextran supérieure à 10% massique, préférentiellement supérieure à 14% massique et plus préférentiellement supérieure à 18% massique.

Avantageusement, la fermentation est stoppée à une valeur de pH supérieure à 5, de préférence 5,4, éventuellement 5,3, ce qui est au dessus des valeurs classiques de 4,5- 4,8. La déposante a constaté de manière surprenante que l'arrêt de la fermentation à pH 5,4, éventuellement 5,3, permettait d'améliorer les performances de floculation et d'épaississement des solutions de dextran ainsi fabriquées. En outre, le dextran, formé et obtenu avec un pH d'arrêt à pH 5,4, éventuellement 5,3, correspond à une viscosité maximale du dextran.

La température à laquelle se déroulent la culture et la biotransformation est comprise en pratique entre 15 et 35°C. Dans un mode préféré, la température initiale est comprise entre 25 et 35°C pendant une période comprise entre 4 à 8 h, ce qui permet d'optimiser la croissance des microorganismes. Puis la température est abaissée et est comprise entre 18 et 24°C pour le reste de la fermentation, c'est-à-dire pour une période comprise entre 10 et 30 heures, et ce pour optimiser la formation des enzymes et du dextran.

Dans un mode de réalisation préféré, et contrairement aux techniques habituelles, la fermentation laquelle comprend les étapes de production de la souche bactérienne, de production de l'enzyme et de production de dextran est effectuée dans le même réacteur ce qui simplifie la production.

De manière tout à fait suprenante et contrairement aux pratiques courantes, le procédé 30 peut être mis en oeuvre dans un réacteur substantiellement non stérilisé.

Avantageusement : - l'eau est pré-filtrée avant utilisation, avec des filtres de diamètres inférieur à l µm, préférentiellement inférieur ou égal à 0.31um ; 35 - l'air est pré-filtré avant utilisation, avec des filtres de diamètres inférieur à 0.51um, préférentiellement inférieur ou égale à 0.31um ; - le ratio d'inoculum est compris entre 0.5 et 30, préférentiellement entre 1 et 20, très préférentiellement entre 5 et 10. Le ratio d'inoculum correspond au pourcentage volumique de la solution de pré-culture ajouté dans le fermenteur par rapport au volume total dans le fermenteur,

Selon l'invention, le poids moléculaire du dextran de l'invention varie entre 100 000 et 500 millions de g/mol. Préférentiellement il est supérieur à 500 000 g/mol et très préférentiellement compris entre 1 à 50 millions de g/mol.

L'invention a ainsi également pour objet une solution native de dextran non substantiellement purifiée contenant au moins 10%, avantageusement au moins 14%, de préférence au moins 18% en poids de dextran, de poids moléculaire compris entre 100 000 et 500 millions de g/mol susceptible d'être obtenue par le procédé ci avant décrit.

Par l'expression "solution native de dextran", on désigne une solution de dextran obtenue à l'issue de la fermentation d'une culture de bactérie du genre précédemment cité supplémentée en sucrose, la solution n'étant ni substantiellement purifiée, ni concentrée à l'issue de la fermentation. La solution de dextran est donc utilisée telle quelle, en présence des impuretés présentes dans la solution. Les impuretés sont en particulier, les cellules bactériennes, les composants des cellules lysées y compris des lipides, des protéines et des acides nucléiques, les enzymes, les sels du milieu, le sucrose non transformé, les autres sucres comme des monosaccharides, par exemple le fructose, les di- et oligosaccharides, les sels de tampon, les oligopeptides, les acides organiques tels que l'acide lactique ou les acides aminés, ainsi les autres ingrédients du milieu.

Selon l'invention, la solution native de dextran contient au moins 2 % massique, de préférence au moins 5% massique, avantageusement au moins 8% massique d'impuretés, notamment de toute ou partie des d'impuretés citées ci-dessus. La concentration en impuretés est mesurée en soustrayant la concentration de dextran à la concentration de matière sèche totale de la solution native.

La concentration en dextran est mesurée par gravimétrie après précipitation aux 3 volumes de méthanol de la solution native et séchage du précipitât pendant une nuit à 105°C. La matière sèche totale est mesurée par gravimétrie après séchage de la solution native de dextran pendant une nuit à 105°C.

L'invention concerne également l'utilisation de la solution native de dextran précédemment définie soit comme floculant, coagulant, agent de précipitation, agent de sédimentation ou de décantation, de suspensions aqueuses de particules solides, soit comme épaississant de milieux aqueux.

Plus précisément, la solution de dextran selon l'invention peut être utilisée dans de nombreux procédés dans lesquels il est nécessaire de séparer l'eau des particules solides, qui sont d'origine biologique, organique ou minérale. On peut citer par exemple les procédés de clarification des eaux municipales et industrielles, les procédés de floculation, coagulation et précipitation des particules et de modification rhéologique et anti-poussière mis en oeuvre dans les effluents miniers. C'est le cas notamment pour la floculation de l'hydrate d'alumine issue du procédé d'extraction de l'alumine suivant le procédé Bayer, ou encore pour la floculation des effluents issus de l'exploitation des sables bitumineux. La solution de dextran peut aussi être utilisée comme modificateur de croissance de cristaux minéraux.

Le procédé Bayer permet d'extraire l'oxyde d'aluminium de la bauxite par dissolution de la bauxite dans une solution aqueuse extrêmement alcaline. A l'issue de cette dissolution, on obtient une boue, ou digest, qui est constituée d'eau et de particules minérales dont l'hydrate d' alumine.

Comme déjà dit, la solution native de dextran selon l'invention peut aussi être utilisée comme épaississant de milieux aqueux et notamment dans les domaines de la récupération assistée du pétrole et de la cosmétique.

Les quantités de dextran en matière active utilisées pour ces applications peuvent varier selon la nature des suspensions et du poids moléculaire du dextran. En général, cette quantité varie entre 1 g par tonne de matière solide totale à 1 000 g par tonne. Préférentiellement les quantités utilisées varient entre 5 et 500 g par tonne de matière solide totale.

Pour ces applications, les poids moléculaires des dextrans sont relativement élevés. Des dextrans selon l'invention ayant un poids moléculaire supérieur à 100 000 g/mol donnent de bons résultats. Cependant, ceux dont le poids moléculaire est d'au moins 500 000 g/mol, de préférence compris entre 1 et 50 million de g/mol sont préférés. En pratique, le poids moléculaire n'excédera pas 500 million de g/mol.

Il est aussi tout à fait inattendu d'obtenir d'excellents résultats de floculation de suspension aqueuse de particules solides avec un dextran substantiellement non purifié. En effet, il est généralement admis que les impuretés du milieu de culture et les matériaux organiques comme les bactéries, les enzymes, les sels et composants organiques du milieu de fermentation sont indésirables pour ce type d'application car elles dégradent les performances de floculation. Mais de manière surprenante, la solution de dextran de l'invention est efficace même si elle est substantiellement non purifiée.

Dans ce type d'utilisation, la solution de dextran pourra être combinée avec tout autre additif classiquement utilisé, comme par exemple les polymères hydrosolubles, et notamment ceux à base d'acrylamide, d'acrylate, d'hydroxamate, de polyamine, ou de diallyldimethylammonium chloride.

L'invention et les avantages qui en découlent ressortiront bien des exemples de réalisation suivants.

Dans les exemples et dans la description, les termes utilisés ont les définitions suivantes.

Le terme inoculer signifie transférer une quantité de suspension aqueuse de microorganismes dans une quantité plus grande de milieu aqueux pour permettre le développement et la multiplication de ces microorganismes dans une plus grande quantité.

Le terme agar désigne un composé chimique généralement utilisé pour gélifier un milieu liquide dans une boîte de Petri et qui sert de support au développement des 25 microorganismes.

Le terme milieu MRS correspond à un milieu de culture classiquement utilisé dont la composition est la suivante par litre de la préparation aqueuse : - peptone 10.0 g 30 - extrait de viande 8.0 g - extrait de levure 4.0 g - glucose 20.0 g - acétate de sodium trihydraté 5.0 g - citrate d'ammonium 2.0 g 35 - tween 80 1 ml - hydrogénophosphate de potassium 2.0 g - sulfate de magnésium heptahydraté 0.2 g - sulfate de manganèse tétrahydraté 0.05 g Exemple 1 : Production de la solution de dextran à haute concentration sans étape de concentration et sans purification

On avec inocule une culture fraiche de Leuconostoc mesenteroides B512 de moins d'une semaine sur le milieu MRS, dans lequel on a remplacé les 20 g de glucose par 20 g de sucrose, supplémenté par 20 g/L d'agar, 100 ml du même milieu sans agar, préalablement stérilisé pendant 20 min à 121°C. On incube cette culture pendant 24 h à 30°C, sous agitation à 150 rpm. On transfère ensuite cette pré-culture dans 5 L du même milieu stérilisé sans agar. On incube de la même manière puis on transfère dans 100 L du même milieu stérilisé sans agar. On effectue la même opération dans 2000 L stérilisé. Cette dernière pré-culture est inoculée dans 14000 L d'eau, qui contient le même milieu sans agar, supplémenté par 16% massique de sucrose, 2,25% de phosphate dipotassique et 0,05% d'anti-mousse Rhodorsil 481. Le milieu n'est pas stérilisé mais l'eau a été préalablement filtrée à 0.221um. Après 5 h de fermentation à 30°C et l'ajout en continu de 0,25 vvm de l'air filtré à 0.221um, on baisse la température à 22°C. Après 10 h de fermentation, on baisse à 0.1 vvm d'air et on ajoute 6% de sucrose et après 14 h on rajoute une nouvelle fois 6% de sucrose. Après 15 h de fermentation, on stoppe l'aération. Après 18 h, on obtient 18,6% matière sèche de dextran dans le bouillon de fermentation qui contient de la biomasse et d'autres impuretés.

Exemple 2 : Purification du dextran

50 kg de la solution native de dextran issue de la fermentation suivant l'exemple 1 sont dilués et mélangés avec 200 kg d'eau déionisée. Ce mélange est filtré par dialyse, pour supprimer tous les sels du milieu et d'autres impuretés, sur une membrane d'ultrafiltration type fibre creuse de polysulfone avec un seuil de coupure de 500 kD d'une manière tangentielle. Les sels du milieu de fermentation passant la membrane se retouvent dans le filtrat (ce qui passe à travers le filtre). Le dextran est concentré par recirculation dans le retentât, (ce qui ne passe pas à travers le filtre) jusqu'au volume initial du dextran.

50 kg du retentât sont une deuxième fois dilués avec 200 kg d'eau déionisée, et à nouveau concentrés par diafiltration et recirculation jusqu'à ce qu'on obtienne 44 kg 35 dextran purifié à une concentration de 14.7% avec un rendement de 69.2%.

Exemple 3 : Efficacité du dextran non-purifié par rapport au dextran purifié

Un dextran purifié de référence et ceux des exemples 1 et 2 sont dilués dans 500 ml d'eau déionisée à une concentration de 0,1% matière active. Ils sont agités vigoureusement pendant 30 min sur une plaque d'agitation utilisant une barre magnétique.

En parallèle, pour s'affranchir des variations de concentrations d'hydrate d'alumine dans les digests obtenus par le procédé Bayer, on réalise l'opération suivante. 80 g d'hydrate d'alumine sec provenant de la mine d'alumine sont mélangés dans 1 1 de liqueur de Bayer, ou digest, prélevé directement à l'usine de mine d'alumine, puis filtré pour éliminer l'hydrate d' alumine.

Les essais sont réalisés à l'aide de cylindres gradués de 1000 ml placés dans un bain chauffé à 65°C. Le dextran est ajouté à un dosage de 2 à 20 g/t matière active par rapport à la quantité d'hydrate d'alumine. Cette unité est largement utilisée dans l'industrie car les concentrations en hydrates d'alumine varient selon les mines et sur une même mine selon les jours. Il est donc nécessaire d'ajuster la quantité de dextran en fonction de cette quantité d'hydrate d'alumine.

La vitesse de sédimentation est mesurée en m/s entre l'intervalle de 1000 ml et 700 ml. Il s'agit du temps nécessaire pour que le niveau de séparation entre le surnageant, limpide, et la suspension concentrée passe de la graduation 1000 ml à 700 ml.

La clarté du surnageant est évaluée par determination de la quantité matière sèche du surnageant, obtenue après 15 min de sédimentation, en prélevant 100 ml de surnageant du cylindre gradué, le surnageant étant ensuite filtré, séché (2 heures à 105°C) et pesé.

La compaction est évaluée en observant le dépôt au fond du cylindre et est mesurée après 10 minutes à l'aide du cylindre gradué. Tous les tests sont réalisés trois fois et la moyenne est retenue.

5 Résultats : A. Mine d'alumine de Lushan, Chine Floculant (Dosage 7 g/t) Vitesse de Matière sèche Compaction sédimentation du surnageant (ml, 10 min) (m/h) (g/1,15 min) Dextran purifié Exemple 2 1,4 0,90 375 Dextran brut Exemple 1 1,3 1,35 390 Référence (purifiée) 85701* 1,3 1,45 410 Les produits 85700 et 85701 sont des solutions purifiées de dextran étant connues comme des références sur le marché de la floculation des hydrates d'alumine. La demanderesse a calculé la concentration en dextran qui est autour de 15% massique et la quantité d'impuretés qui est de 0.7% massique.

13 10 15 Mine d'alumine de Paranam, Surinam Dextran Dosage Matière sèche du surnageant (g/t) (g/L ,10 min) blanc 0 2,24 Exemple 1 brut 5 0,35 10 0,28 Référence (purifiée) 85701 5 0,37 10 0,28 B. Mine d'alumine de St. Ciprian, Espagne Dextran (2 g/t) Matière sèche du surnageant (g/L, 5min) Blanc (sans dextran) 2,56 Référence (purifiée) 85700 0,54 Purifié (exemple 2) 0,51 Brut (exemple 1) 0,68 C. Mine d'alumine de Zibo, Chine Dextran Vitesse de Matière sèche du Compaction 10 g/t sédimentation (m/s) surnageant (g/L, 5min) (mL, 5min) Blanc 1,5 1,45 240 Référence 2,4 0,38 200 (purifiée) 85701 Brut 2,7 0,36 195 (exemple 1) Ces essais permettent de démontrer l'efficacité du nouveau dextran comme floculant de l'hydrate d'alumine même si celui-ci n'a pas été purifié. Le dextran non-purifié équivaut ou dépasse les produits purifiés 85700 et 85701, référence sur le marché de la floculation d'hydrate d' alumine. 14

Claims (1)

1. REVENDICATIONS1/ Procédé de production d'une solution de dextran par voie microbiologique selon lequel, on inocule avec une préculture d'une souche bactérienne apte à produire du dextran, un milieu de culture contenant du sucrose puis on récupère directement la solution de dextran obtenue à l'issue de la fermentation, sans étape ultérieure de concentration, caractérisé en ce que : avant inoculation, le milieu de culture contient au moins 10% massique de sucrose, après inoculation, on ajoute de nouveau du sucrose dans des conditions telles que la quantité totale de sucrose dans le milieu, y compris celle présente avant inoculation soit d'au moins 16% massique, 2/ Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'après inoculation, on ajoute 15 le sucrose dans le milieu en continu ou en discontinu. 3/ Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on ajoute le sucrose après inoculation en au moins deux fois 20 4/ Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la quantité totale de sucrose ajouté, y compris celle présente dans le milieu supplémenté, est d'au moins 20% massique, de préférence au moins 25% massique. 5/ Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on fixe le 25 pH en début de fermentation à une valeur de 8, puis on stoppe la réaction à une valeur supérieure à 5. 6/ Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que pendant la fermentation, on ajoute au moins un sel de tampon à au moins 0.5% massique, 30 avantageusement au moins 1% massique, de préférence au moins 2 % massique de sel. 7/ Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la souche bactérienne est la souche de Leuconostoc mesenteroides B 512. 358/ Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la fermentation laquelle comprend les étapes de production de la souche bactérienne, de production de l'enzyme et de production de dextran est effectuée dans le même réacteur. 9/ Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que le réacteur est substantiellement non stérilisé. 10/ Solution de dextran non purifiée contenant au moins 10%, avantageusement au 10 moins 14%, de préférence au moins 18% en poids de dextran susceptible d'être obtenue par le procédé objet de l'une des revendications 1 à 9. 11/ Solution de dextran selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'elle contient au moins 2 % massique, de préférence au moins 5% massique, avantageusement au 15 moins 8% massique d'impuretés. 12/ Solution de dextran selon l'une des revendications 10 ou 11, caractérisé en ce que le poids moléculaire du dextran est compris entre 100 000 et 500 millions de g/mol, avantageusement 500 000 g/mol et de préférence compris entre 1 à 50 20 millions de g/mol. 13/ Utilisation de la solution de dextran selon l'une des revendications 10 à 12, soit comme agent floculant, agent coagulant, agent de précipitation, agent de sédimentation ou de décantation de suspensions aqueuses de particules solides, soit 25 comme épaississant de milieux aqueux. 14/ Utilisation de la solution de dextran selon l'une des revendications 10 à 12, comme floculant de l'hydrate d'alumine issue du procédé d'extraction de l'alumine. 30