WO2024105328A1 - Procédé de préparation d'un substrat pour la fermentation - Google Patents

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WO2024105328A1
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fermentation
fluid
fraction
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Alexis DUVAL
Christopher HERVÉ
Didier Lefebvre
Cédric LAUNAY
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Intact
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    • C13K1/00—Glucose; Glucose-containing syrups
    • C13K1/06—Glucose; Glucose-containing syrups obtained by saccharification of starch or raw materials containing starch

Definitions

  • the present invention relates to processes for preparing a substrate usable in fermentation from a legume which emits low greenhouse gas emissions and substrates fermentation obtained by such processes.
  • the fermentation industry such as the production of ethanol, organic acids, amino acids or even vitamins, requires substrates rich in glucose or sucrose.
  • Glucose is the basic food of the microorganisms necessary for the production of the products mentioned above.
  • the raw material used is mainly a cereal rich in carbohydrates such as wheat and corn or, when the substrate contains sucrose, beet or sugar cane. When the raw material contains sucrose, this is conventionally extracted from the plant to obtain the sweet juice which will serve as a substrate for fermentation.
  • the typical process for producing glucose includes a first step consisting of producing a flour from this raw material, followed by a liquefaction (or hydrolysis) step to obtain a milk rich in starch, followed by saccharification to convert the starch into fermentable glucose which will serve as an ingredient of a fermentation substrate. More specifically, when wheat is used as a source of glucose for an ethanol production process, the grain is first crushed in order to separate the bran from the flour. The flour is then diluted in water to reach approximately 30% dry matter, and an enzyme such as ⁇ -amylase is added to this mixture. The milk thus obtained is introduced into a tank containing steam injection pipes.
  • Starch is a glucose polymer composed of a mixture of two homopolymers: amylose, which is a linear form glucose polymer in which the glucose units are linked by ⁇ (1 ⁇ 4) bonds, and l amylopectin, which is a glucose polymer in a so-called “branched” or branched form, in which the presence of ⁇ (1 ⁇ 6) bonds (in addition to ⁇ (1 ⁇ 4) bonds) generates a large number of branches.
  • the presence of ⁇ -amylase will allow these chains to be hydrolyzed into smaller fragments called dextrins.
  • the size of the tank is generally sized to obtain a residence time of 1 to 2 hours, so as to leave sufficient contact time for the enzyme to have sufficiently degraded the starch chains into dextrins.
  • the dextrins solution then obtained is cooled to 60°C before transferring to another tank.
  • Another enzyme such as glucoamylase is added to hydrolyze the dextrins into glucose. This operation, called pre-saccharification, typically takes between 3 and 4 hours depending on the dosage of the enzyme, and makes it possible to obtain a minimum glucose level necessary for the growth of microorganisms.
  • the glucose solution thus obtained is cooled again to reach a temperature of approximately 30°C and is then transferred to a so-called fermentation tank.
  • yeasts are added to the tank. These microorganisms will consume glucose and produce ethanol, intended in particular for the food and pharmaceutical industries and for green chemistry.
  • no pre-saccharification is carried out but a propagation step.
  • the dextrin solution obtained after liquefaction is directly cooled to 30°C to be injected into a tank.
  • yeast and glucoamylase are injected.
  • the temperature being at 30°C, the glucoamylase has a reduced but sufficient activity to provide the glucose necessary for the growth of the yeasts.
  • the process for obtaining the glucose is usually different. After the liquefaction stage, the saccharification of the dextrins must be complete, unlike the process used for the production of ethanol. The saccharification time is between 40 and 60 hours so that all of the dextrins have been converted into glucose. At the end of saccharification, the glucose level must be greater than 95% on dry matter.
  • the glucose solution For these productions of organic acids, vitamins or amino acids, the glucose solution must be free of all insoluble species and contain the lowest possible level of soluble species other than glucose (such as proteins, fats, minerals and other organic matter) to be used as a fermentation substrate.
  • Purification steps are therefore usually carried out on the glucose solution, such as filtration, ion exchange and adsorption steps.
  • the sugar extraction process begins with washing the root to remove the rootlets, then the washed beet is cut into small sticks called chips.
  • chips These are introduced into a device, called a diffuser, containing a volume of water which circulates against the current and heated to 80°C.
  • the soluble compounds in the beet migrate into the water through a process of osmosis.
  • the water enriched with soluble compounds comes out at the head of the diffuser and the chips depleted of their sugar come out at the tail of the diffuser in the form of pulps.
  • the diffusion juices are then subjected to a treatment with lime (or liming) in order to precipitate some of the impurities present in the juices.
  • Liming is usually followed by double carbonation (addition of CO2) to precipitate the lime remaining in the juice.
  • the precipitated impurities and lime are then separated from the juice by filtration.
  • the purified juice is then subjected to an evaporation step allowing it to be concentrated until a syrup is obtained with a sugar concentration close to saturation. Evaporation typically takes place in a “multiple effect” evaporator (several successive evaporators) in which the pressure is lowered from effect to effect in order to reduce the boiling point of the concentrated juice.
  • the syrup obtained can then be used in a fermentation process which is most often intended for the production of ethanol.
  • the processes described above emit a lot of greenhouse gases and in particular carbon dioxide and nitrous oxide, due to the processes described above and the plants used. In fact, these plants need to find significant quantities of mineral nitrogen in the soil to grow (2 to 3 kg per 100 kg of corn or wheat). This nitrogen is then provided by nitrogen fertilizers, which constitute the main cause of greenhouse gas emissions linked to the cultivation of these plants due to the significant emissions involved in the production of synthetic nitrogen (Haber-Bosch process). ) and the volatilization of nitrous oxide resulting from the application of fertilizers.
  • the invention firstly relates to a process for preparing a fermentation substrate, comprising the following steps: – the supply of at least one legume seed comprising starch and proteins; – micronization of said at least one seed, so as to obtain a micronized fraction; – purification of the micronized fraction, so as to collect a fraction enriched in starch and depleted in protein; – mixing the fraction enriched in starch and depleted in protein with a liquid, so as to form a starch fluid; and – the hydrolysis of the starch by mixing water vapor with the starch fluid, so as to obtain a hydrolyzed starch fluid.
  • the method further comprises a step of introducing into the hydrolyzed starch fluid at least one enzyme chosen from the group consisting of glucosidases, preferably at least two enzymes chosen from the group consisting of glucosidases, more preferably at least one ⁇ -1,4-glucosidase and one amylo- ⁇ -1,6-glucosidase.
  • the method further comprises a step of introducing into the starch fluid at least one enzyme chosen from the group consisting of saccharidases, preferably an ⁇ -amylase.
  • the legume seed comprises a film, and the method includes a step of peeling the seed prior to micronization.
  • starch hydrolysis is carried out using a direct steam injection device in continuous mode.
  • the purification of the micronized fraction comprises an aeraulic separation step, preferably by means of a cyclone with selector.
  • the legume is selected from the group of beans, peas, fava beans, lentils, chickpeas, and mixtures thereof.
  • the process generates a greenhouse gas emission of less than 100, preferably 60, kg of CO2 oil equivalent per ton of legume seed used.
  • the invention also relates to a fermentation substrate obtained by a process as described above.
  • the invention also relates to a fermentation process comprising bringing a fermentation substrate as described above into contact with at least one microorganism.
  • the invention also relates to a process for producing a fermentation product, comprising the following steps: – the preparation of a fermentation substrate according to a process as described above; and – bringing said fermentation substrate into contact with at least one microorganism, so as to obtain a fermentation product.
  • the fermentation product produced by the above process comprises at least one compound selected from the group consisting of alcohols, preferably ethanol, organic acids, amino acids, vitamins and mixtures of these.
  • the microorganism is selected from the group consisting of yeasts, bacteria, and combinations thereof.
  • the invention also relates to a fermentation product obtained by a process as described above.
  • the fermentation product comprises at least one compound selected from the group consisting of alcohols, preferably ethanol, organic acids, amino acids, vitamins and mixtures thereof.
  • the present invention makes it possible to meet the need expressed above. It more particularly provides a process for preparing a fermentation substrate that is more environmentally friendly, and more particularly low in greenhouse gas emissions, while allowing the production of a nutrient-rich substrate for fermentation, and in particular in glucose, and being capable of being produced on an industrial scale. This is accomplished through the use of a specific raw material, namely a legume, and the combination of a step of micronization of said legume with a step of purification of the micronized legume allowing the production of a fraction enriched in starch and depleted in protein.
  • Figure 1 represents a schematic representation of an example of a direct steam injection device in continuous mode usable in the invention.
  • the arrows represent the flow direction of the streams.
  • the invention is now described in more detail and in a non-limiting manner in the description which follows. Unless otherwise stated, all percentages are mass percentages. In this text, the quantities indicated for a given species may apply to that species according to all its definitions (as mentioned in this text), including more restricted definitions.
  • the invention relates to a method for preparing a substrate from at least one legume seed.
  • legume we mean plants of the Fabaceae family. Legume seeds include, in particular, starch and proteins.
  • legumes are suitable for the invention.
  • legumes which can be used in the invention mention may be made in particular of beans, peas, broad beans, lentils, chickpeas and mixtures thereof.
  • the use of legumes as a raw material is advantageous because their cultivation results in low greenhouse gas emissions. Indeed, legumes are the only plants capable of fixing nitrogen from the air in the soil thanks to their symbiotic association with bacteria of the Rhizobium genus via the formation of nodules, which allows the supply of nitrogen to the plant. nitrogen necessary for its growth.
  • legume seeds are a plant material comprising a husk and a kernel.
  • seed may refer generally to the whole seed as well as any part of the seed (for example the kernel), unless otherwise indicated.
  • a legume seed comprising a skin and an almond is used as the starting raw material.
  • the method according to the invention comprises a step of removing the film (or peeling) from the legume seeds.
  • the film is mainly composed of non-soluble fibers which are not consumed by fermentation microorganisms.
  • the majority of contaminants in the legume seed are found in the film, its removal thus reduces the risk of contamination of the prepared substrate.
  • the presence of fibers also increases the viscosity of the prepared fermentation substrate, which limits the dry matter content of this substrate.
  • the mass quantity of fibers can for example represent 8 to 10% of the dry matter of the total legume seed.
  • the peeling is a mechanical peeling, carried out for example by abrasion, compression, impact, shearing or any other appropriate mechanical action.
  • the peeling is carried out by grinding the seed then separating the particles obtained according to their size.
  • any type of suitable grinder can be used, in particular any grinder using one of the mechanical forces mentioned above.
  • a pendulum crusher using compressive force can be used.
  • the step of separating the particles obtained is preferably carried out by sieving.
  • the particles can be separated by passing through a sieve of suitable mesh size making it possible to separate the film fragments from the flour. For example, particles smaller than a size between 200 and 600 min can be separated from film fragments larger than or equal to such a size.
  • the legume seed preferably the peeled seed, more preferably the flour
  • a grinding step is subjected to a grinding step and a crushed fraction is collected.
  • the grinding comprises, or is, micronization, preferably by a dry process.
  • the ground fraction obtained is then a micronized fraction.
  • Legumes have a much higher level of protein on dry matter than plants conventionally used as raw materials in fermentation industries (cereals, beets and sugar cane).
  • the protein content of legumes can, for example, reach up to around 30% by weight on a dry matter basis compared to around 10 to 12% by weight for cereals and even considerably less for beets and sugar cane. Such a high protein content causes certain difficulties in conventional preparation processes.
  • magma that is difficult to transfer from one stage to another and create a risk of creating a blockage blocking the passage in the pipes.
  • magma restricts the technologies that can be used during the hydrolysis stage, by complicating or preventing the use of certain devices, in particular direct steam injection in continuous mode. Indeed, in such devices, the formation of a blockage of proteins and fibers can lead to a very significant increase in pressure in the device and cause damage to the device (in particular the explosion of the seals), or even its explosion. , which can also injure an operator present nearby.
  • micronization is meant grinding enabling the production of particles with a median volume diameter of less than 100 ⁇ m, preferably less than 50 ⁇ m, more preferably less than 30 ⁇ m.
  • the median volume diameter (D50) of the particles can be measured according to the NF ISO 13320-1 standard.
  • Micronization can be carried out by any suitable grinder (in particular, any grinder using mechanical forces of abrasion, compression, impact or shear). For example, a crusher using impact force can be used.
  • Micronization is very preferably carried out at room temperature (i.e. between 15 and 30°C). Micronization has the additional advantage of emitting few greenhouse gases, this being preferably carried out at room temperature and by a dry process.
  • the process according to the invention comprises a step of purification of the micronized fraction.
  • this purification includes a step of separating the starch granules from the proteins.
  • fraction enriched in starch and depleted in protein is collected.
  • fraction enriched in starch and depleted in protein we mean a fraction in which the ratio of the starch/protein molar proportions (on dry matter) is greater than that of the fraction subjected to purification.
  • fraction enriched in protein and depleted in starch we mean a fraction in which the ratio of the starch/protein molar proportions (on dry matter) is lower than that of the fraction subjected to purification.
  • the separation is an aeraulic separation.
  • aeraulic separation we mean any separation technology using a jet of gas (preferably air) entraining at least part of the particles to be separated. More preferably, the separation is a cyclonic separation. It can be carried out by means of a cyclone, advantageously associated with a selector.
  • водород is meant any rotating element at variable speed and equipped with radial blades installed in a part (preferably the upper part) of a cyclonic separator. This equipment makes it possible to increase the efficiency of particle separation according to their density.
  • the use of an aeraulic separation device allows the recovery of the lightest particles, entrained by the gas flow, at one end of the device (fraction enriched in protein and depleted in starch) while the heavier particles are collected at another end (fraction enriched in starch and depleted in protein).
  • the fraction enriched in starch and depleted in protein comprises a quantity of carbohydrates greater than or equal to 40% by weight, preferably a quantity of 40 to 90% by weight, more preferably 50 to 80% by weight, more preferably from 60 to 80% by weight (relative to the total weight of dry matter of the fraction).
  • the quantity of carbohydrates in the fraction enriched in starch and depleted in protein recovered may comprise from 40 to 50% by weight, or from 50 to 60% by weight, or from 60 to 65% by weight, or from 65 to 70% by weight, or 70 to 75% by weight, or 75 to 80% by weight, or 80 to 90% by weight, relative to the total weight of dry matter of the fraction.
  • the fraction enriched in starch and depleted in protein comprises an amount of protein less than or equal to 30% by weight, preferably an amount of 0.5 to 30% by weight, more preferably 3 to 20% by weight. , more preferably from 5 to 15% by weight (relative to the total weight of dry matter of the fraction).
  • the quantity of protein in the fraction enriched in starch and depleted in recovered protein may be, relative to the total weight of dry matter of the fraction, from 0.5 to 3% by weight, or from 3 to 3% by weight. 5% by weight, or 5 to 7% by weight, or 7 to 10% by weight, or 10 to 12% by weight, or 12 to 15% by weight, or 15 to 20% by weight, or 20 to 30% by weight.
  • the fraction enriched in starch and depleted in protein comprises a quantity of fiber less than or equal to 10% by weight, preferably a quantity of 0.5 to 10% by weight, more preferably 1 to 6% by weight , relative to the total weight of dry matter of the fraction; in particular the fraction may comprise a quantity of fiber of 0.5 to 2% by weight, or of 2 to 4% by weight, or of 4 to 6% by weight, or of 6 to 8% by weight, or of 8 at 10% by weight, relative to the total weight of dry matter of the fraction.
  • fiber means all plant polymeric molecules, soluble or insoluble, other than starch and starch fragments.
  • Fibers include in particular cellulose, hemicellulose, lignin, ⁇ -glucans and pectin.
  • the starch fraction collected comprises a quantity of fat (lipids) less than or equal to 5% by weight, preferably a quantity of 0.5 to 5% by weight, more preferably 0.5 to 3% by weight. weight, relative to the total weight of dry matter of the fraction; in particular the fraction may comprise a quantity of fat of 0.5 to 1% by weight, or 1 to 2% by weight, or 2 to 3% by weight, or 3 to 4% by weight, or 4 to 5% by weight, relative to the total weight of dry matter of the fraction.
  • the fraction enriched in starch and depleted in protein is then mixed with a liquid to form a starch fluid (that is to say a fluid comprising starch).
  • the liquid is preferably water.
  • the starch fluid is preferably in the form of a dispersion, more preferably it is a starch milk.
  • starch milk is meant a suspension of starch in water (said suspension may include other components, solubilized in water or not).
  • the starch fluid preferably starch milk
  • the starch fluid comprises a dry matter content of 10 to 50% by weight, preferably 20 to 40% by weight, more preferably 25 to 35% by weight.
  • At least one enzyme is introduced into the starch fluid (preferably starch milk).
  • the enzyme is preferably a saccharidase, and more particularly an ⁇ -amylase.
  • the enzyme is thermostable, in particular at temperatures of 90 to 130°C.
  • the quantity of enzyme added is preferably 0.2 to 0.8 kg of enzyme per ton of starch dry matter, preferably 0.3 to 0.5 kg of enzyme per ton of dry matter of starch. 'starch.
  • the pH of the starch fluid is preferably adjusted to a pH between 3.5 and 6.5, more preferably between 4.0 and 6.0. This pH range allows optimal efficiency of the enzyme.
  • ⁇ -Amylases are enzymes capable of hydrolyzing starch into dextrins. However, at this stage of the process, the ⁇ -amylases do not have access to the starch molecules which are enclosed in granules.
  • the starch fluid preferably starch milk
  • a starch hydrolysis step is then subjected to a starch hydrolysis step.
  • This step aims to cause the starch granules to burst in order to release the starch molecules into the fluid, so as to allow the action of the enzymes (this step aims to cause the starch granules to burst which may also be called “liquefaction”).
  • Bursting of the starch granules is accomplished by heating the starch fluid (preferably starch milk) to a temperature that allows the introduction of liquid into the granule, thereby causing the granule to swell and then its bursting.
  • the hydrolysis is carried out by mixing water vapor with the starch fluid, preferably using a direct steam injection device.
  • the starch fluid is heated (by mixing with water vapor) to a temperature (herein referred to as hydrolysis temperature or liquefaction temperature) of 90 to 130°C, preferably 90°C. at 100°C.
  • a temperature herein referred to as hydrolysis temperature or liquefaction temperature
  • the hydrolysis is carried out by mixing a flow of water vapor with a flow of starch fluid.
  • flow we mean a fluid (gas or liquid) in motion.
  • the mixing of the flows is more preferably carried out continuously, that is to say that the introduction of at least one fluid to be mixed, and preferably both fluids, into the mixer is carried out at least in part simultaneously with the mixing. discharge from the mixer of said mixture.
  • the mixture of water vapor with the starch fluid in the form of a flow allows a very rapid, even almost instantaneous, rise in temperature of the starch fluid.
  • tanks generally 300 to 500 m 3 , for a residence time of 1 to 2 hours
  • the mixing of fluids in the form of flow in mode continuous operation allows for faster heating, reduced steam consumption, and reduced energy consumption. It is estimated that greenhouse gas emissions can be reduced by around 40%. Therefore, implementing the hydrolysis step by continuously mixing the water vapor with the starch fluid in flow form allows an even greater reduction in greenhouse gas emissions from the process. .
  • the hydrolysis is carried out using a direct steam injection device in continuous mode, preferably another “jet-cooker” (or “cooker”) device.
  • a direct steam injection device in continuous mode comprises a starch fluid supply line 1 to introduce the fluid into a tube 3 called "tube mixing", and a water vapor supply line 2 terminated by a steam injector 4 for injecting the steam into the mixing tube 3.
  • the injection points of the water vapor and the Starch fluid in the mixing tube 3 are arranged in a coaxial arrangement.
  • the steam injector 4 forms a needle in the supply line of the starch fluid 1. The flows of starch fluid and water vapor are mixed within the mixing tube 3.
  • the tube of mixture 3 comprises a fluid outlet 5, connected to an outlet pipe allowing the discharge of the mixture.
  • the starch fluid and water vapor flows can be independently adjusted, for example by means of valves.
  • the pressure of the starch fluid injected into the mixing tube is 0.2 to 1 MPa, more preferably 0.4 to 0.7 MPa.
  • the pressure of the injected starch fluid may be 0.2 to 0.4 MPa, or 0.4 to 0.5 MPa, or 0.5 to 0.6 MPa, or 0.6 at 0.7 MPa, or from 0.7 to 0.8 MPa, or from 0.8 to 1 MPa.
  • the pressure of the water vapor injected into the mixing tube is advantageously 0.4 to 1.5 MPa, more preferably 0.6 to 1 MPa.
  • the pressure of the injected water vapor can be from 0.4 to 0.6 MPa, or from 0.6 to 0.8 MPa, or from 0.8 to 1 MPa, or from 1 to 1.2 Mpa, or 1.2 to 1.5 Mpa.
  • the pressure of the mixture leaving the mixing tube is preferably 0.1 to 0.5 MPa, more preferably 0.2 to 0.4 MPa.
  • the pressure of the mixture at the outlet of the mixing tube can be from 0.1 to 0.2 MPa, or from 0.2 to 0.3 MPa, or from 0.3 to 0.4 MPa, or from 0 .4 to 0.5 MPa.
  • the pressure difference between the pressure of the mixture leaving the mixing tube and the pressure of the starch fluid injected into the mixing tube is from 0.1 to 0.5 MPa, preferably from 0.2 to 0.4 MPa.
  • This pressure difference can for example be from 0.1 to 0.2 MPa, or from 0.2 to 0.3 MPa, or from 0.3 to 0.4 MPa, or from 0.4 to 0.5 MPa .
  • Such pressure ranges allow optimal homogenization of the water vapor/starch fluid mixture.
  • the outlet pipe has the following geometry: – a nominal diameter DN over a pipe length of 50 to 200 mm after the fluid outlet, then – a diameter D1 worth 1.5 to 2.5 times the diameter DN over a length of pipe worth 10 to 30 times the diameter DN, then – a diameter D2 worth 2 to 5 times the diameter DN.
  • a nominal diameter DN over a pipe length of 50 to 200 mm after the fluid outlet
  • a diameter D1 worth 1.5 to 2.5 times the diameter DN over a length of pipe worth 10 to 30 times the diameter DN then – a diameter D2 worth 2 to 5 times the diameter DN.
  • the hydrolyzed starch fluid preferably uncooled, can then be introduced into a tank.
  • the residence time of the fluid in the tank is preferably 1 to 4 hours.
  • dextrinization allows the enzyme contained in the fluid to continue to hydrolyze the starch.
  • the dextrinization is carried out until a dextrose equivalent (DE) of 12 to 14 is obtained.
  • DE dextrose equivalent
  • the DE is an indicator of starch hydrolysis.
  • the method used for measuring DE is the Lane-Eynon method.
  • the hydrolyzed starch fluid can be used as a fermentation substrate, possibly after one or more additional treatments.
  • the method according to the invention may in particular comprise a step of introducing at least one enzyme into the hydrolyzed starch fluid. This step is called “saccharification” and allows the hydrolysis of dextrins into glucose.
  • the term “saccharification” is used to designate any process of hydrolysis of dextrins into glucose, regardless of the degree of hydrolysis achieved;
  • the saccharification step can also be called “pre-saccharification” when the hydrolysis is not complete or almost complete.
  • the hydrolyzed starch fluid is introduced into a tank.
  • the enzyme(s) introduced are preferably chosen from the group consisting of glucosidases. More preferably, at least 2 enzymes are introduced into the hydrolyzed starch liquid, more preferably at least one ⁇ -1,4-glucosidase and one amylo- ⁇ -1,6-glucosidase are introduced into the starch liquid.
  • the pH is adjusted to a value of 3.5 to 5.0, preferably 4.0 to 4.5.
  • the temperature of the medium is preferably set between 50 to 70°C, preferably between 55 to 65°C. These conditions allow optimal functioning of enzymes.
  • the quantity of enzymes introduced can be 0.2 to 0.6 kg per ton of starch dry matter.
  • the duration of saccharification is 2 to 6 hours, preferably 3 to 4 hours (in these embodiments, this step is more particularly referred to as “pre-saccharification”). In other embodiments, the duration of saccharification is 30 to 70 hours, preferably 40 to 60 hours.
  • the quantity of glucose in the medium after such a saccharification step is 90 to 99% by weight, preferably 92 to 97% by weight.
  • the quantity of glucose is determined according to the NF EN ISO 10504 standard. A medium enriched in glucose is obtained, usable as a fermentation substrate, as is or after possible additional treatments, for example purification, in particular filtration and /or demineralization.
  • glucose-enriched medium is meant a medium in which the glucose concentration is greater than that of the hydrolyzed fluid before saccharification.
  • a pre-saccharification step of 2 to 6 hours, it is not subjected to subsequent purification.
  • a saccharification step of 30 to 70 hours, it undergoes at least one subsequent purification step, preferably filtration and demineralization, preferably by means of ion exchange resins.
  • the process for preparing a fermentation substrate according to the invention generates a greenhouse gas emission of less than 100 kg of CO2 oil equivalent (CO2eq) per tonne of legume seed used, preferably less than 60 kg of CO2eq per ton of legume seed used, more preferably less than 40 kg of CO2eq per ton of legume seed used (for example, the process for preparing a fermentation substrate according to the invention can generate a gas emission at greenhouse effect from 0 to 20, or from 20 to 30, or from 30 to 40, or from 40 to 50, or from 50 to 60, or from 60 to 80, or from 80 to 100, kg of CO2eq per ton of legume seed used).
  • Greenhouse gas emissions can be determined as shown in the Examples section below.
  • the invention also relates to a fermentation substrate obtained by, or capable of being obtained by, a preparation process as described above.
  • the fermentation substrate according to the invention advantageously comprises one or more of the following characteristics (in particular when it is obtained by a process including a pre-saccharification step): – a quantity of protein, relative to the total weight of dry matter of the substrate, from 5 to 25% by weight, preferably from 15 to 20% by weight, for example from 5 to 10% by weight, or from 10 to 15% by weight, or from 15 to 20% by weight, or 20 to 25% by weight; – a quantity of carbohydrate, relative to the total weight of dry matter of the substrate, of 40 to 80% by weight, preferably of 60 to 75% by weight, for example of 40 to 50% by weight, or of 50 to 60 % by weight, or 60 to 70% by weight, or 70 to 80% by weight; – a quantity of fat (lipids), relative to the total weight of dry matter of the substrate, of 0.5 to 5% by weight, preferably of 0.5 to 3% by weight
  • fermentation substrate according to the invention may advantageously comprise one or more of the following characteristics (in particular when it is obtained by a process including a saccharification step of 30 to 70 hours): - a quantity of carbohydrate, relative to the total weight of dry matter of the substrate greater than or equal to 90% by weight, preferably greater than or equal to 95% by weight; – a quantity of protein, relative to the total weight of dry matter of the substrate, less than or equal to 500 ppm by weight, preferably less than or equal to 200 ppm by weight, more preferably less than or equal to 100 ppm by weight; – a quantity of ash (i.e.
  • the invention also relates to a fermentation process comprising bringing a fermentation substrate as described above into contact with at least one microorganism.
  • the microorganism is preferably chosen from the group consisting of yeasts, bacteria and combinations thereof.
  • the microorganism is placed in contact with, as substrate, a medium enriched in glucose (that is to say having undergone the saccharification step) as described above.
  • the substrate is introduced into a tank and the microorganism is added to the tank.
  • the substrate has been cooled to a temperature of 20 to 40°C, more preferably 25 to 35°C, even more preferably 26 to 30°C prior to its contact with the microorganism.
  • the microorganism preferably one or more yeasts
  • the hydrolyzed starch fluid is previously cooled to a temperature of 20 to 40°C, more preferably 25 to 35°C, more preferably 26 to 30°C.
  • the substrate is placed in contact with the microorganism and with at least one enzyme, more preferably at least two enzymes, preferably chosen from the group consisting of glucosidases.
  • the substrate is placed in contact with the microorganism and with at least one ⁇ -1,4-glucosidase and one amylo- ⁇ -1,6-glucosidase.
  • This step is called the “propagation step”.
  • the substrate is introduced into a tank and the microorganism and the enzymes are added to the tank.
  • the quantities of enzyme and the pH are advantageously as described above in relation to the saccharification step.
  • the invention also relates to a fermentation process, or a process for producing a fermentation product, comprising the steps of: – preparation of a fermentation substrate according to the process described above; and – bringing the fermentation substrate into contact with at least one microorganism.
  • the step of bringing the fermentation substrate into contact with at least one microorganism can be as described above. It corresponds to a fermentation stage. Bringing the fermentation substrate into contact with the microorganism(s) advantageously results in obtaining a fermentation product, in particular as described below.
  • the invention also relates to a fermentation product obtained by, or capable of being obtained by, a fermentation process, or production of a fermentation product, as described above.
  • the fermentation product comprises (or consists of) at least one compound chosen from the group consisting of alcohols, preferably ethanol, organic acids, amino acids, vitamins and mixtures thereof.
  • the fermentation product is or comprises a compound chosen from organic acids, amino acids, vitamins and mixtures thereof, it is used in the fermentation process (or production of a fermentation product ) a substrate having been prepared by a process comprising a saccharification step of 30 to 70 hours.
  • a substrate having been prepared by a process comprising a pre-saccharification step where a hydrolyzed starch fluid is used as substrate in the latter case, the fermentation process or production of a fermentation product very preferably comprises a propagation step such that described above).
  • the fermentation process or production of a fermentation product very preferably comprises a propagation step such that described above.
  • the beets are quickly transported and processed.
  • the beets are then washed with water to remove all traces of soil, grass or rocks from the harvest. Once they come out of the washhouse, the beets are cut into chips (the shape of which is reminiscent of fries).
  • the size of the chips is 5 to 6 cm long and 2 to 3 mm wide. This cut is done using a Model 2000 – 600 – 60 root cutter from the company MAGUIN.
  • the chips are then sent to the diffusion, in which they circulate against the current with hot water at 80°C, in which the soluble compounds of the beet migrate to give a diffusion juice exiting at the head of the diffuser.
  • the chips come out at the tail of the diffuser in the form of pulps and part of the water they contain is eliminated by pressing or dehydration to be recycled.
  • the pulps can then be used in animal feed.
  • the diffusion juice then undergoes purification by treatment with quicklime resulting in the precipitation of part of the impurities.
  • Quicklime is obtained by calcining limestone at 900°C at a rate of 4.6 kg of stone per tonne of beet.
  • the CO2 produced during this operation is subsequently used in the diffusion juice to precipitate the slaked lime (Ca(OH)2) into calcium carbonate.
  • the impurities and precipitated lime are separated from the juice by filtration using a filter press.
  • Purified juice contains 85% water by weight.
  • the fermentation stage begins with the preparation of the pre-fermentation
  • the syrup is diluted to 7% by weight of sugar (sucrose) by adding water then is introduced into a tank called pre-fermenter with a solution of Saccharomyces cerevisiae yeasts .
  • the quantity of yeast is 6 g per tonne of sugar.
  • Urea at a rate of 1.3 kg per tonne of sugar, is added, as well as nitric acid to maintain the pH between 5.0 and 5.5.
  • the temperature is adjusted between 30 and 35°C.
  • the residence time is set between 4 and 5 hours and a continuous flow of air is injected into the medium by means of a diffuser installed at the bottom of the tank.
  • the degree of alcohol in particular, ethanol
  • the so-called weak is introduced into a fermentation tank.
  • a sugar solution of concentration between 20 and 25% (strong must) is added in a proportion worth 30 to 50% by weight of the weak must.
  • the alcoholic fermentation which is exothermic, continues while the temperature is maintained between 30 and 35°C by means of a plate heat exchanger which is itself connected to a cooling tower. Fermentation takes place for a period of between 30 and 40 hours. During this fermentation, the pH tends to decrease. A sodium hydroxide solution is therefore added over time to maintain the pH between 5.0 and 5.5. When all of the sugar is transformed into ethanol and carbon dioxide, the alcohol level in the fermenter is between 10 and 14% by weight. The fermentation must is then subjected to a distillation step consisting of separating the alcohol fraction from the fermentation must. The latter is introduced into the middle of a vacuum distillation column containing several trays and then falls to the bottom of the column.
  • the fluid is then heated to the boiling point of the water and ethanol mixture, at a temperature between 82 and 85°C by means of a heat exchanger powered by steam coming from a boiler.
  • the alcohol vapors are collected at the top of the column with an alcohol content between 93 and 95% by weight.
  • the distillate obtained contains many impurities such as volatile compounds and other types of alcohol such as methanol, and is therefore purified by passing through the following different columns, which taken together form the rectification step: – Column d Extraction: In the column, water is added to the distillate coming from the distillation column. The difference in volatility of the compounds present in the distillate allows them to be separated.
  • the residue containing the methanol is mixed with the impurities collected from the previous step.
  • Head column All the impurities coming from the previous columns are passed through this column in order to purify them to produce fusel oils.
  • the ethanol recovered at the bottom of the column is recycled into the extraction column or the rectification column in order to improve the ethanol purification yield.
  • the fusel oils are collected at the top of the column. All rectification operations use the liquid separation process by vaporization-condensation fractionation. During the distillation step, an insoluble residue is collected with the unevaporated water. This residue is called vinasse.
  • the dry matter is approximately 6% by weight. This dry matter being too low, the residue is introduced into a falling flow tubular evaporator.
  • CO2 oil equivalent CO2eq
  • the quantity of CO2 oil equivalent represents all greenhouse gas emissions (also including nitrous oxide, methane, etc., in addition to CO2).
  • the CO2eq emitted during the extraction of sugar is attributed at the rate of 94% by weight to the production and processing of the sweet juice and at the rate of 6% by weight at pulp production (which is indicated under “yield considered” in the table below [Table 1]).
  • the total quantity of CO 2 eq calculated for the total process is distributed as follows: 56% by weight of the total is allocated to the production of ethanol and 44% by weight of the total is allocated to the production of the vinasse co-product .
  • the share of greenhouse gas emissions corresponding to production of ethanol only is indicated in the table above in the line “Total (kg CO 2 eq/t ethanol) without stillage”.
  • Process for producing ethanol from wheat The wheat grains are harvested.
  • harvested wheat can be stored and kept for several months.
  • the wheat On arrival at the industrial site, the wheat is first cleaned to remove stones and plant residues from the harvest.
  • the cleaned wheat is then crushed using a roller mill type compression grinder, then sifted in order to separate the bran (wheat skin) from the flour (almond powder).
  • These steps until the flour collection are carried out dry and at room temperature.
  • the flour is then suspended in water so as to have a dry matter mass content between 25 and 35%.
  • the fluid thus obtained is introduced into an 80 m 3 tank equipped with steam injection pipes.
  • an alpha amylase type enzyme maxamyl HT
  • the pH is adjusted between 5.0 and 6.5 by adding sulfuric acid. Steam is injected into the fluid using injection rods until the fluid reaches a temperature between 90 and 95°C. This temperature allows water to penetrate the starch granules until the protective membrane of the granules bursts.
  • the starch released into the fluid is then hydrolyzed by the enzyme. The residence time is between 4 and 5 hours so that the starch is sufficiently cut into dextrin chains.
  • the hydrolyzed must is sent to a 50 m 3 stirred tank and the enzyme Deltazyme GA LE-5, containing an alpha 1-4 glucosidase and an alpha 1-6 glucosidase, is added to carry out saccharification. The residence time in the tank is 2 hours.
  • the selected particles are then subjected to a micronization step using a crusher using impact force (so as to achieve a median volume diameter (D50) of the particles less than or equal to 30 ⁇ m).
  • a crusher using impact force (so as to achieve a median volume diameter (D50) of the particles less than or equal to 30 ⁇ m).
  • the flour obtained is introduced into turbo-cyclones with selector supplied by an air flow making it possible to activate a cyclonic effect, in order to separate the particles according to their density.
  • the light particles (called protein fraction), having a D50 of 1 to 5 ⁇ m, are carried towards the top of the cyclone while the heavier particles, having a D50 of 10 to 30 ⁇ m, are carried towards the bottom.
  • starch fraction The heavy fraction (called starch fraction) is recovered and mixed with water so as to obtain a fluid having a dry matter content of approximately 30%.
  • the pH is adjusted between 4.0 and 6.0 with sulfuric acid then an alpha amylase type enzyme (maxamyl HT) is added to the fluid in a quantity of 0.3 to 0.5 kg per tonne of dry matter. of starch.
  • maxamyl HT alpha amylase type enzyme
  • the fluid is then heated to 100°C by direct injection of steam in continuous mode in a Hydro-thermal K510 type “jet-cooker” (or cooker). .
  • An ⁇ -1,4-glucosidase and an amylo- ⁇ -1,6-glucosidase (Deltazyme GA LE-5) are introduced into the fluid in an amount of 0.3 kg per ton of starch dry matter, and the pH is adjusted to a value between 4.0 and 4.5 with sulfuric acid.
  • the fluid is left in the tank for 3 hours.
  • the following steps (fermentation, distillation and rectification) are identical to those described above for the process of producing ethanol from beet except that the distillation column is not heated by a heat exchanger. powered by steam from a boiler but by vapors from the evaporator used to concentrate the stillage, recompressed using a mechanical re-compressor.
  • the energy used in this case is electricity and not gas.
  • the amount of oil equivalent CO2 emitted by the process was estimated as indicated above and the results are presented in the table below. Ethanol production is 7465 t/year (from 32982 t of wheat).
  • the CO2eq emitted up to the pre-saccharification stage (not included) is attributed at the rate of 67.2% by weight to the production and treatment of the starch fraction, at the rate of 24% by weight to the production of the fraction protein, and at a rate of 8.8% to fiber (film) production (which is indicated under the heading “yield considered” in the table below).

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Abstract

L'invention concerne un procédé de préparation d'un substrat de fermentation comprenant les étapes de : fourniture d'au moins une graine de légumineuse comprenant de l'amidon et des protéines; micronisation de la graine, de manière à obtenir une fraction micronisée; purification de la fraction micronisée, de manière à collecter une fraction enrichie en amidon et appauvrie en protéine; mélange de la fraction enrichie en amidon et appauvrie en protéine avec un liquide, de manière à former un fluide d'amidon; et hydrolyse de l'amidon par mélange de vapeur d'eau avec le fluide d'amidon, de manière à obtenir un fluide d'amidon hydrolysé. L'invention concerne également un substrat de fermentation, un procédé de fermentation et un produit de fermentation.

Description

Procédé de préparation d’un substrat pour la fermentation Domaine de l’invention La présente invention concerne des procédés de préparation d’un substrat utilisable en fermentation à partir d’une légumineuse qui émettent de faibles émissions de gaz à effet de serre et des substrats de fermentation obtenus par de tels procédés. Arrière-plan technique L’industrie de fermentation telle que la production d’éthanol, d’acides organiques, d’acides aminées ou encore de vitamines, nécessite des substrats riches en glucose ou saccharose. Le glucose est l’aliment de base des microorganismes nécessaires à la production des produits cités plus haut. Pour obtenir ce glucose, la matière première utilisée est principalement une céréale riche en carbohydrate telle que le blé et maïs ou, lorsque le substrat contient du saccharose, la betterave ou la canne à sucre. Lorsque la matière première contient du saccharose, celui-ci est de manière classique extrait de la plante pour obtenir le jus sucré qui servira de substrat à la fermentation. Lorsque la matière première contient de l’amidon, le procédé typique de production de glucose comprend une première étape consistant à produire une farine de cette matière première, suivie d’une étape de liquéfaction (ou hydrolyse) pour obtenir un lait riche en amidon, suivie d’une saccharification pour convertir l’amidon en glucose fermentescible qui servira comme ingrédient d’un substrat de fermentation. Plus précisément, lorsque le blé est utilisé comme source de glucose pour un procédé de production d’éthanol, le grain est préalablement broyé afin de séparer le son de la farine. La farine est ensuite diluée dans de l’eau afin d’atteindre environ 30 % de matière sèche, et une enzyme tel qu’une α- amylase est ajoutée dans ce mélange. Le lait ainsi obtenu est introduit dans une cuve contenant des cannes d’injection de vapeur. Par l’injection de vapeur, la température du lait va augmenter jusqu’à atteindre environ 95°C, afin que les granules d’amidon contenues dans la farine éclatent et libèrent dans le milieu les chaines d’amidon. L’amidon est un polymère de glucose composé d’un mélange de deux homopolymères : l’amylose, qui est un polymère de glucose sous forme linéaire dans lequel les unités de glucose sont liées par des liaisons α(1→4), et l’amylopectine, qui est un polymère de glucose sous une forme dite « branchée » ou ramifiée, dans lequel la présence de liaisons α(1→6) (en plus de liaisons α(1→4)) engendre des ramifications en grand nombre. La présence d’α-amylase va permettre d’hydrolyser ces chaines en plus petits fragments appelés dextrines. La taille de la cuve est généralement dimensionnée afin d’obtenir un temps de résidence de 1 à 2 heures, de sorte à laisser un temps de contact suffisant pour que l’enzyme ait suffisamment dégradé les chaines d’amidon en dextrines. Selon une première variante du procédé, la solution de dextrines alors obtenue est refroidie à 60°C avant transfert dans une autre cuve. Une autre enzyme telle qu’une glucoamylase est ajoutée afin d’hydrolyser les dextrines en glucose. Cette opération nommée pré-saccharification prend typiquement entre 3 et 4 heures selon le dosage de l’enzyme, et permet d’obtenir un niveau de glucose minimum nécessaire à la croissance des micro-organismes. La solution de glucose ainsi obtenue est refroidie de nouveau pour atteindre une température de 30°C environ et est ensuite transférée dans une cuve dite de fermentation. Dans le cas de la production d’éthanol, des levures sont ajoutées dans la cuve. Ces microorganismes vont consommer le glucose et produire de l’éthanol, destiné en particulier à l’industrie agroalimentaire, pharmaceutique et pour la chimie verte. Selon une deuxième variante du procédé, on n’effectue pas de pré- saccharification mais une étape de propagation. La solution de dextrine obtenu après liquéfaction est directement refroidie à 30°C pour être injectée dans une cuve. Dans le même temps, sont injectées la levure et la glucoamylase. La température étant à 30°C, la glucoamylase à une activité réduite mais suffisante pour apporter le glucose nécessaire à la croissance des levures. Dans les cas où le glucose provenant du blé est utilisé dans la production d’acides organiques, de vitamines ou d’acides aminés, le procédé d’obtention du glucose est généralement différent. Après l’étape de liquéfaction, la saccharification des dextrines doit être complète, contrairement au procédé utilisé pour la production d’éthanol. Le temps de saccharification est compris entre 40 et 60 heures afin que la totalité des dextrines aient été converties en glucose. En fin de saccharification, le taux de glucose doit être supérieur à 95 % sur matière sèche. Pour ces productions d’acides organiques, vitamines ou acides aminés, la solution de glucose doit être débarrassée de toutes espèces insolubles et contenir un taux d’espèces solubles autres que le glucose (telles que protéines, matières grasses, minéraux et autres matières organiques) le plus bas possible pour être utilisée comme substrat de fermentation. Des étapes de purification sont donc usuellement effectuées sur la solution de glucose, telles que des étapes de filtration, d’échanges d’ions et d’adsorption. Lorsque la matière première est la betterave, le procédé d’extraction du sucre commence par un lavage de la racine visant à ôter les radicelles puis la betterave lavée est coupée en petite baguettes appelées cossettes. Celles-ci sont introduites dans un appareil, appelé diffuseur, contenant un volume d’eau qui circule à contre-courant et chauffé à 80°C. Au cours de cette opération, les composés solubles de la betterave migrent dans l'eau par un processus d'osmose. L'eau enrichie en composés solubles (le "jus de diffusion") sort en tête de diffuseur et les cossettes appauvries de leur sucre sortent en queue de diffuseur sous forme de pulpes. Les jus de diffusion sont ensuite soumis à un traitement à la chaux (ou chaulage) afin de précipiter une partie des impuretés présentes dans les jus. Le chaulage est généralement suivi d’une double carbonatation (ajout de CO2) pour précipiter la chaux restant dans le jus. Les impuretés et la chaux précipitées sont alors séparées du jus par filtration. Le jus épuré est ensuite soumis à une étape d'évaporation permettant de le concentrer jusqu'à l’obtention d’un sirop ayant une concentration en sucre proche de la saturation. L'évaporation a typiquement lieu dans un évaporateur « à multiple effets » (plusieurs évaporateurs successifs) dans lequel la pression est abaissée d'effet en effet afin de réduire le point d'ébullition du jus concentré. Le sirop obtenu peut alors être utilisé dans un procédé de fermentation qui est le plus souvent destiné à la production d’éthanol. Les procédés décrits ci-dessus sont très émetteurs de gaz à effet de serre et notamment de dioxyde de carbone et de protoxyde d’azote, en raison des procédés décrits précédemment et des plantes utilisées. En effet, ces plantes ont besoin de trouver dans le sol des quantités significatives d’azote minéral pour pousser (2 à 3 kg pour 100 kg de maïs ou de blé). Cet azote est alors apporté par des engrais azotés, qui constituent la principale cause des émissions de gaz à effet de serre liées à la culture de ces plantes en raison des émissions importantes qu’implique la production d’azote de synthèse (procédé Haber-Bosch) et de la volatilisation de protoxyde d’azote résultant de l’application des engrais. Il existe donc un réel besoin de développer un procédé de préparation d’un substrat utilisable en fermentation, notamment pour la production d’éthanol ou autres composés organiques à l’échelle industrielle, ayant une émission de gaz à effet de serre réduite. Résumé de l’invention L’invention concerne en premier lieu un procédé de préparation d’un substrat de fermentation, comprenant les étapes suivantes : – la fourniture d’au moins une graine de légumineuse comprenant de l’amidon et des protéines ; – la micronisation de ladite au moins une graine, de manière à obtenir une fraction micronisée ; – la purification de la fraction micronisée, de manière à collecter une fraction enrichie en amidon et appauvrie en protéine ; – le mélange de la fraction enrichie en amidon et appauvrie en protéine avec un liquide, de manière à former un fluide d’amidon ; et – l’hydrolyse de l’amidon par mélange de vapeur d’eau avec le fluide d’amidon, de manière à obtenir un fluide d’amidon hydrolysé. Dans des modes de réalisation, le procédé comprend en outre une étape d’introduction dans le fluide d’amidon hydrolysé d’au moins une enzyme choisie dans le groupe constitué des glucosidases, de préférence d’au moins deux enzymes choisies dans le groupe constitué des glucosidases, plus préférentiellement d’au moins une α-1,4-glucosidase et une amylo-α-1,6- glucosidase. Dans des modes de réalisation, le procédé comprend en outre une étape d’introduction dans le fluide d’amidon d’au moins une enzyme choisie dans le groupe constitué des saccharidases, de préférence une α-amylase. Dans des modes de réalisation, la graine de légumineuse comprend une pellicule, et le procédé comprend une étape de dépelliculage de la graine préalablement à la micronisation. Dans des modes de réalisation, l’hydrolyse de l’amidon est effectuée à l’aide d’un dispositif d’injection directe de vapeur en mode continu. Dans des modes de réalisation, la purification de la fraction micronisée comprend une étape de séparation aéraulique, de préférence au moyen d’un cyclone avec sélecteur. Dans des modes de réalisation, la légumineuse est choisie dans le groupe des haricots, des pois, des fèves, des lentilles, des pois chiches et des mélanges de ceux-ci. Dans des modes de réalisation, le procédé génère une émission de gaz à effet de serre inférieure à 100, de préférence 60, kg de CO2 équivalent pétrole par tonne de graine de légumineuse utilisée. L’invention concerne également un substrat de fermentation obtenu par un procédé tel que décrit ci-dessus. L’invention concerne également un procédé de fermentation comprenant la mise en contact d’un substrat de fermentation tel que décrit ci- dessus avec au moins un microorganisme. L’invention concerne également un procédé de production d’un produit de fermentation, comprenant les étapes suivantes : – la préparation d’un substrat de fermentation selon un procédé tel que décrit ci-dessus ; et – la mise en contact dudit substrat de fermentation avec au moins un microorganisme, de manière à obtenir un produit de fermentation. Dans des modes de réalisation, le produit de fermentation produit par le procédé ci-dessus comprend au moins un composé choisi dans le groupe constitué des alcools, de préférence l’éthanol, des acides organiques, des acides aminés, des vitamines et des mélanges de ceux-ci. Dans des modes de réalisation, le microorganisme est choisi dans le groupe constitué des levures, des bactéries et des combinaisons de ceux-ci. L’invention concerne également un produit de fermentation obtenu par un procédé tel que décrit ci-dessus. Dans des modes de réalisation, le produit de fermentation comprend au moins un composé choisi dans le groupe constitué des alcools, de préférence l’éthanol, des acides organiques, des acides aminés, des vitamines et des mélanges de ceux-ci. La présente invention permet de répondre au besoin exprimé ci-dessus. Elle fournit plus particulièrement un procédé de préparation d’un substrat de fermentation plus respectueux de l’environnement, et plus particulièrement à faibles émissions de gaz à effet de serre, tout en permettant la production d’un substrat riche en nutriments pour la fermentation, et en particulier en glucose, et en étant susceptible d’être produit à l’échelle industrielle. Cela est accompli grâce à l’utilisation d’une matière première spécifique, à savoir une légumineuse, et à la combinaison d’une étape de micronisation de ladite légumineuse avec une étape de purification de la légumineuse micronisée permettant l’obtention d’une fraction enrichie en amidon et appauvrie en protéine. Brève description des figures La figure 1 représente une représentation schématique d’un exemple de dispositif d’injection directe de vapeur en mode continu utilisable dans l’invention. Les flèches représentent la direction d'écoulement des flux. Description détaillée L’invention est maintenant décrite plus en détail et de façon non limitative dans la description qui suit. Sauf indication contraire, tous les pourcentages sont des pourcentages massiques. Dans le présent texte, les quantités indiquées pour une espèce donnée peuvent s’appliquer à cette espèce selon toutes ses définitions (telles que mentionnées dans le présent texte), y compris les définitions plus restreintes. L’invention concerne un procédé de préparation d’un substrat à partir d’au moins une graine de légumineuse. Par « légumineuse », on entend les plantes de la famille des Fabacées. Les graines de légumineuse comprennent, notamment, de l’amidon et des protéines. Elles présentent l’avantage d’être riches en glucides (elles peuvent comprendre environ 60 % de glucide), essentiellement sous forme d'amidon. Toutes les légumineuses sont adaptées à l’invention. A titre d’exemples de légumineuse utilisable dans l’invention, on peut citer en particulier les haricots, les pois, les fèves, les lentilles, les pois chiches et les mélanges de ceux-ci. L’utilisation de légumineuses en tant que matière première est avantageux car leur culture résulte en de faibles émissions de gaz à effet de serre. En effet, les légumineuses sont les seules plantes capables de fixer l’azote de l’air dans le sol grâce à leur association symbiotique avec des bactéries du genre Rhizobium via la formation de nodosités, ce qui permet l’apport à la plante de l’azote nécessaire à sa croissance. La capacité des légumineuses à fixer l’azote provenant de l’air permet d’éviter l’utilisation d’engrais azotés qui, appliqués en excès, nuisent à la biodiversité des sols et donc à leur fertilité. De plus, l’application d’engrais azotés rejette une grande quantité de protoxyde d’azote qui est un gaz à effet de serre. En outre, l’azote de l’air fixé par les légumineuses est restitué à la culture suivante via la décomposition des résidus de culture (parties aériennes et souterraines) par les bactéries Rhizobium, les résidus les plus facilement dégradables (feuilles, tiges peu ligneuses au rapport carbone/azote faible) se décomposant et libérant de l’azote en quelques semaines tandis que les parties ligneuses (tiges, racines) minéralisent plus lentement. Plus particulièrement, les émissions de carbone liées à la culture de légumineuse sont estimées à 200 kg de CO2 équivalent pétrole par tonne de légumineuse. Lorsque la culture de légumineuse est associée à des cultures de céréales dans un processus de rotation des cultures (par exemple, alternance des cultures de pois, blé et avoine), l’apport d’engrais azotés est diminué, ce qui peut permettre de réduire les émissions de carbone de 189 kg de CO2 équivalent pétrole par tonne de légumineuse : la culture des légumineuses a donc dans ce cas un bilan net quasi neutre de 11 kg de CO2 équivalent pétrole par tonne de légumineuse. Les graines de légumineuse sont un matériau végétal comprenant une pellicule et une amande. Toutefois, dans le présent texte, le terme « graine » peut désigner de manière générale la graine totale ainsi que toute partie de la graine (par exemple l’amande), sauf indication contraire. De préférence, on utilise comme matière première de départ une graine de légumineuse comprenant une pellicule et une amande. De manière avantageuse, le procédé selon l’invention comprend une étape de retrait de la pellicule (ou dépelliculage) des graines de légumineuse. En effet, la pellicule est composée majoritairement de fibres non solubles qui ne sont pas consommées par les microorganismes de fermentation. De plus, la majorité des contaminants de la graine de légumineuse se trouvent dans la pellicule, son retrait permet ainsi de réduire les risques de contamination du substrat préparé. En outre, la présence de fibres augmente aussi la viscosité du substrat de fermentation préparé, ce qui limite la teneur de matière sèche de ce substrat. La quantité massique de fibres peut par exemple représenter 8 à 10 % de la matière sèche de la graine totale de légumineuse. De préférence le dépelliculage est un dépelliculage mécanique, effectué par exemple par abrasion, compression, impact, cisaillement ou tout autre action mécanique appropriée. Avantageusement, le dépelliculage est effectué par broyage de la graine puis séparation des particules obtenues en fonction de leur taille. Pour le broyage, on peut utiliser tout type de broyeur adapté, notamment tout broyeur utilisant une des forces mécaniques mentionnées ci-dessus. En particulier, un broyeur pendulaire utilisant la force de compression peut être utilisé. A l’issu du broyage, on obtient un mélange de fragments de pellicule et de poudre d’amande (appelé également farine dans le présent texte). L’étape de séparation des particules obtenues est de préférence effectuée par tamisage. En particulier, les particules peuvent être séparées par passage sur un tamis de maillage adapté permettant de séparer les fragments de pellicule de la farine. Par exemple, les particules d’une taille inférieure à une taille comprise entre 200 et 600 mn peuvent être séparées des fragments de pellicule d’une taille supérieure ou égale à une telle taille. La graine de légumineuse, de préférence la graine dépelliculé, plus préférentiellement la farine, est soumise à une étape de broyage et une fraction broyée est collectée. De manière particulièrement avantageuse, le broyage comprend, ou est, une micronisation, de préférence par voie sèche. La fraction broyée obtenue est alors une fraction micronisée. Les légumineuses possèdent un taux de protéines sur matière sèche bien supérieur aux plantes classiquement utilisées comme matière première dans les industries de fermentation (céréales, betteraves et cannes à sucre). La teneur en protéines des légumineuses peut par exemple atteindre jusqu’à environ 30 % en poids sur matière sèche contre environ 10 à 12 % en poids pour les céréales et même considérablement moins en ce qui concerne la betterave et la canne à sucre. Une telle teneur élevée en protéine cause certaines difficultés dans les procédés de préparation classiques. Tout d’abord, lors de l’étape d’hydrolyse de l’amidon, la température appliquée entraine la coagulation des protéines qui deviennent donc insolubles. Une quantité importante de protéines insolubles en combinaison avec la présence de fibres peut entrainer la formation d’un magma difficile à transférer d’une étape à l’autre et engendrer un risque de création d’un bouchon bloquant le passage dans les tuyauteries. De plus, la formation d’un magma restreint les technologies utilisables lors de l’étape d’hydrolyse, en compliquant ou en empêchant l’utilisation de certains dispositifs, en particulier d’injection directe de vapeur en mode continu. En effet, dans de tels dispositifs, la formation d’un bouchon de protéines et fibres peut entrainer une augmentation très importante de la pression dans le dispositif et causer l’endommagement du dispositif (en particulier l’explosion des joints), voire son explosion, ce qui peut de plus blesser un opérateur présent à proximité. En outre, une quantité importante de protéines entraine aussi un taux d’acides aminés libres élevé. Lors de la fermentation, ce taux élevé d’acides aminés libres peut favoriser la croissance de microorganismes non désirés tels que par exemple des bactéries acétiques au lieu de levures dans le cas de la production d’éthanol. L’étape de micronisation en combinaison avec l’étape subséquente de purification permettent de pallier les inconvénients mentionnés ci-dessus causés par une quantité importante de protéine. L’étape de micronisation permet de désolidariser les protéines des granules d’amidons pour permettre leur séparation ultérieure. Par « micronisation », on entend un broyage permettant l’obtention de particules de diamètre médian en volume inférieur à 100 µm, de préférence inférieur à 50 µm, de préférence encore inférieur à 30 µm. Le diamètre médian en volume (D50) des particules peut être mesurée selon la norme NF ISO 13320-1. La micronisation peut être effectuée par tout broyeur adapté (notamment, tout broyeur utilisant des forces mécaniques d’abrasion, de compression, d’impact ou de cisaillement). Par exemple, on peut utiliser un broyeur utilisant la force d’impact. La micronisation est de manière très préférée effectuée à température ambiante (soit entre 15 et 30 °C). La micronisation présente l’avantage supplémentaire d’être peu émettrice de gaz à effet de serre, celle-ci étant de préférence effectuée à température ambiante et par voie sèche. Le procédé selon l’invention comprend une étape de purification de la fraction micronisée. Avantageusement, cette purification comprend une étape de séparation des granules d’amidon des protéines. A l’issu de la purification, une fraction enrichie en amidon et appauvrie en protéine est collectée. On récupère aussi de préférence une fraction enrichie en protéine et appauvrie en amidon. Par « fraction enrichie en amidon et appauvrie en protéine », on entend une fraction dans laquelle le rapport des proportions molaires amidon / protéine (sur matière sèche) est supérieur à celui de la fraction soumise à la purification. Par « fraction enrichie en protéine et appauvrie en amidon », on entend une fraction dans laquelle le rapport des proportions molaires amidon / protéine (sur matière sèche) est inférieur à celui de la fraction soumise à la purification. Compte tenu de la différence de taille entre les protéines et les granules d’amidon (D50 d’environ 1 à 5 µm pour les protéines et d’environ 10 à 30 µm pour les granules d’amidon) et de densité, on peut avantageusement utiliser une séparation basée sur une différence de taille, de densité ou de poids des particules. De préférence, la séparation est une séparation aéraulique. Par « séparation aéraulique », on entend toute technologie de séparation utilisant un jet de gaz (de préférence d’air) entrainant au moins une partie des particules à séparer. De manière plus préférée, la séparation est une séparation cyclonique. Elle peut être effectuée au moyen d’un cyclone, avantageusement associé à un sélecteur. Par « sélecteur », on entend tout élément rotatif à vitesse variable et équipé de pales radiales installé dans une partie (de préférence la partie supérieure) d’un séparateur cyclonique. Cet équipement permet d’augmenter l’efficacité de séparation des particules en fonction de leur densité. L’utilisation d’un appareil de séparation aéraulique permet la récupération des particules les plus légères, entrainées par le flux de gaz, à une extrémité de l’appareil (fraction enrichie en protéine et appauvrie en amidon) tandis que les particules plus lourdes sont collectées à une autre extrémité (fraction enrichie en amidon et appauvrie en protéine). De préférence, la fraction enrichie en amidon et appauvrie en protéine comprend une quantité de glucides supérieure ou égale à 40 % en poids, de préférence une quantité de 40 à 90 % en poids, de préférence encore de 50 à 80 % en poids, plus préférentiellement de 60 à 80 % en poids (par rapport au poids total de matière sèche de la fraction). En particulier, la quantité de glucides dans la fraction enrichie en amidon et appauvrie en protéine récupérée peut comprendre de 40 à 50 % en poids, ou de 50 à 60 % en poids, ou de 60 à 65 % en poids, ou de 65 à 70 % en poids, ou de 70 à 75 % en poids, ou de 75 à 80 % en poids, ou de 80 à 90 % en poids, par rapport au poids total de matière sèche de la fraction. De préférence, la fraction enrichie en amidon et appauvrie en protéine comprend une quantité de protéine inférieure ou égale à 30 % en poids, de préférence une quantité de 0,5 à 30 % en poids, de préférence encore de 3 à 20 % en poids, plus préférentiellement de 5 à 15 % en poids (par rapport au poids total de matière sèche de la fraction). Dans des modes de réalisation, la quantité de protéine dans la fraction enrichie en amidon et appauvrie en protéine récupérée peut valoir, par rapport au poids total de matière sèche de la fraction, de 0,5 à 3 % en poids, ou de 3 à 5 % en poids, ou de 5 à 7 % en poids, ou de 7 à 10 % en poids, ou de 10 à 12 % en poids, ou de 12 à 15 % en poids, ou de 15 à 20 % en poids, ou de 20 à 30 % en poids. De préférence, la fraction enrichie en amidon et appauvrie en protéine comprend une quantité de fibre inférieure ou égale à 10 % en poids, de préférence une quantité de 0,5 à 10 % en poids, de préférence encore de 1 à 6 % en poids, par rapport au poids total de matière sèche de la fraction ; en particulier la fraction peut comprendre une quantité de fibre de 0,5 à 2 % en poids, ou de 2 à 4 % en poids, ou de 4 à 6 % en poids, ou de 6 à 8 % en poids, ou de 8 à 10 % en poids, par rapport au poids total de matière sèche de la fraction. On entend par « fibre », toutes les molécules polymériques végétales, solubles ou insolubles, autres que l’amidon et les fragments d’amidon. Les fibres incluent en particulier la cellulose, l’hémicellulose, la lignine, les β- glucanes et la pectine. De préférence, la fraction amidon collectée comprend une quantité de matière grasse (lipides) inférieure ou égale à 5 % en poids, de préférence une quantité de 0,5 à 5 % en poids, de préférence encore de 0,5 à 3 % en poids, par rapport au poids total de matière sèche de la fraction ; en particulier la fraction peut comprendre une quantité de matière grasse de 0,5 à 1 % en poids, ou de 1 à 2 % en poids, ou de 2 à 3 % en poids, ou de 3 à 4 % en poids, ou de 4 à 5 % en poids, par rapport au poids total de matière sèche de la fraction. Selon le procédé de l’invention, la fraction enrichie en amidon et appauvrie en protéine est ensuite mélangée à un liquide pour former un fluide d’amidon (c’est-à-dire un fluide comprenant de l’amidon). Le liquide est de préférence de l’eau. Le fluide d’amidon est de préférence sous forme d’une dispersion, de préférence encore il s’agit d’un lait d’amidon. Par « lait d’amidon », on entend une suspension d’amidon dans l’eau (ladite suspension pouvant comprendre d’autres composants, solubilisés dans l’eau ou pas). De préférence, le fluide d’amidon (de préférence le lait d’amidon) comprend une teneur en matière sèche de 10 à 50 % en poids, de préférence de 20 à 40 % en poids, plus préférentiellement de 25 à 35 % en poids, par exemple de 10 à 15 %, ou de 15 à 20 % en poids, ou de 20 à 25 % en poids, ou de 25 à 30 % e en poids, ou de 30 à 35 % en poids, ou de 35 à 40 % en poids, ou de 40 à 45 % en poids, ou de 45 à 50 % en poids. De manière très avantageuse, au moins une enzyme est introduite dans le fluide d’amidon (de préférence le lait d’amidon). L’enzyme est de préférence une saccharidase, et plus particulièrement une α-amylase. De manière très préférée, l’enzyme est thermostable, en particulier à des températures de 90 à 130°C. La quantité d’enzyme ajoutée est de préférence de 0,2 à 0,8 kg d’enzyme par tonne de matière sèche d’amidon, de préférence de 0,3 à 0,5 kg d’enzyme par tonne de matière sèche d’amidon. Le pH du fluide d’amidon est de préférence ajusté à un pH entre 3,5 et 6,5, plus particulièrement entre 4,0 et 6,0. Cette gamme de pH permet une efficacité optimale de l’enzyme. Les α- amylases sont des enzymes capables d’hydrolyser l’amidon en dextrines. Toutefois, à ce stade du procédé, l’α-amylases n’a pas accès aux molécules d’amidon qui sont enfermées dans des granules. Le fluide d’amidon (de préférence le lait d’amidon) est ensuite soumis à une étape d’hydrolyse de l’amidon. Cette étape a pour but de provoquer l’éclatement des granules d’amidon afin de libérer les molécules d’amidon dans le fluide, de manière à permettre l’action des enzymes (cette étape visant à causer l’éclatement des granules d’amidon pouvant également être appelée « liquéfaction »). L’éclatement des granules d’amidon est réalisé au moyen d’un chauffage du fluide d’amidon (de préférence du lait d’amidon) à une température permettent l’introduction de liquide dans le granule, causant ainsi le gonflement du granule puis son éclatement. On obtient alors un fluide d’amidon hydrolysé. Selon l’invention, l’hydrolyse est effectuée par mélange de vapeur d’eau avec le fluide d’amidon, de préférence à l’aide d’un dispositif d’injection directe de vapeur. De préférence, le fluide d’amidon est chauffé (par mélange avec la vapeur d’eau) à une température (appelée dans le présent texte température d’hydrolyse ou température de liquéfaction) valant de 90 à 130 °C, de préférence de 90 à 100°C. De manière particulièrement avantageuse, l’hydrolyse est effectuée par mélange d’un flux de vapeur d’eau avec un flux du fluide d’amidon. Par « flux », on entend un fluide (gaz ou liquide) en mouvement. Le mélange des flux est plus préférentiellement opéré en continu, c’est- à-dire que l’introduction d’au moins un fluide à mélanger, et de préférence des deux fluides, dans le mélangeur est effectuée au moins en partie simultanément à la décharge du mélangeur dudit mélange. Le mélange de vapeur d’eau avec le fluide d’amidon sous forme de flux permet une montée en température du fluide d’amidon très rapide, voire quasi- instantanée. Par rapport à l’utilisation de cuves (de généralement 300 à 500 m3, pour un temps de résidence de 1 à 2h) munies de cannes d’injection de vapeur qui sont classiquement utilisées, le mélange des fluides sous forme de flux en mode continu permet un chauffage plus rapide, une réduction de la consommation de vapeur, et une réduction de la consommation d’énergie. On estime que l’émission de gaz à effet de serre peut être réduite d’environ 40 %. Par conséquent, la mise en œuvre de l’étape d’hydrolyse par mélange en continu de la vapeur d’eau avec le fluide d’amidon sous forme de flux permet une réduction encore plus importante des émissions de gaz à effet de serre du procédé. De manière particulièrement préférée, l’hydrolyse est effectuée à l’aide d’un dispositif d’injection directe de vapeur en mode continu, de préférence encore d’un dispositif « jet-cooker » (ou « cuiseur »). Un exemple d’un tel dispositif est représenté en figure 1. De préférence, le dispositif d’injection directe de vapeur en mode continu comprend une ligne d’amenée du fluide d’amidon 1 pour introduire le fluide dans un tube 3 appelée « tube de mélange », et une ligne d’amenée de vapeur d’eau 2 terminée par un injecteur de vapeur 4 pour injecter la vapeur dans le tube de mélange 3. De préférence, les points d’injection de la vapeur d’eau et du fluide d’amidon dans le tube de mélange 3 sont arrangés selon une disposition coaxiale. Avantageusement, l’injecteur de vapeur 4 forme un pointeau dans la ligne d’amenée du fluide d’amidon 1. Les flux de fluide d’amidon et de vapeur d’eau sont mélangés au sein du tube de mélange 3. Le tube de mélange 3 comprend une sortie de fluide 5, reliée à un tuyau de sortie permettant la décharge du mélange. Les flux de fluide d’amidon et de vapeur d’eau peuvent indépendamment l’un de l’autre être ajustés, par exemple au moyen de vannes. De préférence, la pression du fluide d’amidon injecté dans le tube de mélange est de 0,2 à 1 MPa, de préférence encore de 0,4 à 0,7 Mpa. En particulier, la pression du fluide d’amidon injecté peut être de 0,2 à 0,4 Mpa, ou de 0,4 à 0,5 Mpa, ou de 0,5 à 0,6 Mpa, ou de 0,6 à 0,7 Mpa, ou de 0,7 à 0,8 Mpa, ou de 0,8 à 1Mpa. La pression de la vapeur d’eau injectée dans le tube de mélange est avantageusement de 0,4 à 1,5 Mpa, de préférence encore de 0,6 à 1 Mpa. Notamment, la pression de la vapeur d’eau injectée peut être de 0,4 à 0,6 Mpa, ou de 0,6 à 0,8 Mpa, ou de 0,8 à 1 Mpa, ou de 1 à 1,2 Mpa, ou de 1,2 à 1,5 Mpa. La pression du mélange en sortie du tube de mélange est de préférence de 0,1 à 0,5 Mpa, de préférence encore de 0,2 à 0,4 Mpa. En particulier, la pression du mélange en sortie du tube de mélange peut être de 0,1 à 0,2 Mpa, ou de 0,2 à 0,3 Mpa, ou de 0,3 à 0,4 MPa, ou de 0,4 à 0,5 MPa. De préférence, la différence de pression entre la pression du mélange en sortie du tube de mélange et la pression du fluide d’amidon injecté dans le tube de mélange vaut de 0,1 à 0,5 Mpa, de préférence de 0,2 à 0,4 Mpa. Cette différence de pression peut par exemple être de 0,1 à 0,2 Mpa, ou de 0,2 à 0,3 Mpa, ou de 0,3 à 0,4 Mpa, ou de 0,4 à 0,5 Mpa. De telles gammes de pression permettent une homogénéisation optimale du mélange vapeur d’eau/fluide d’amidon. De préférence, le tuyau de sortie a la géométrie suivante : – un diamètre nominal DN sur une longueur de tuyau de 50 à 200 mm après la sortie de fluide, puis – un diamètre D1 valant de 1, 5 à 2,5 fois le diamètre DN sur une longueur de tuyau valant de 10 à 30 fois le diamètre DN, puis – un diamètre D2 valant de 2 à 5 fois le diamètre DN. Une telle géométrie permet de maitriser la montée en viscosité engendrée par le gonflement des granules qui a lieu avant leur éclatement et ainsi de limiter les risques de détérioration et d’explosion du dispositif. Le fluide d’amidon hydrolysé, de préférence non refroidi, peut ensuite être introduit dans une cuve. Le temps de résidence du fluide dans la cuve est de préférence de 1 à 4h. Cette étape, appelée dextrinisation, permet à l’enzyme contenu dans le fluide de continuer à hydrolyser l’amidon. Avantageusement, la dextrinisation est réalisée jusqu’à obtenir un dextrose équivalent (DE) de 12 à 14. Le DE est un indicateur d’hydrolyse de l’amidon. A DE = 0, l’amidon est intact. A DE = 100, l’amidon est totalement transformé en glucose. La méthode utilisée pour la mesure du DE est la méthode Lane- Eynon. Le fluide d’amidon hydrolysé peut être utilisé en tant que substrat de fermentation, éventuellement après un ou plusieurs traitements supplémentaires. Le procédé selon l’invention peut en particulier comprendre une étape d’introduction d’au moins une enzyme dans le fluide d’amidon hydrolysé. Cette étape est appelée « saccharification » et permet l’hydrolyse des dextrines en glucose. Dans le présent texte, le terme « saccharification » est utilisée pour désigner tout processus d’hydrolyse des dextrines en glucose, quel que soit le degré d’hydrolyse atteint ; l’étape de saccharification peut également être appelée « pré-saccharification » lorsque l’hydrolyse n’est pas complète ou quasi-complète. De préférence, préalablement à l’introduction des enzymes, le fluide d’amidon hydrolysé est introduit dans une cuve. La ou les enzymes introduites sont de préférence choisies dans le groupe constitué des glucosidases. De manière plus préférées, au moins 2 enzymes sont introduites dans le liquide d’amidon hydrolysé, de préférence encore au moins une α-1,4-glucosidase et une amylo-α-1,6-glucosidase sont introduites dans le liquide d’amidon hydrolysé. L’α-1,4-glucosidase hydrolyse les liaisons α-(1,4) impliquées dans les chaines linéaires de glucose des dextrines ; l’enzyme amylo-α-1,6-glucosidase (appelée également « enzyme débranchante ») hydrolyse les liaisons impliquées dans les ramifications des chaines. Avantageusement, le pH est ajusté à une valeur de 3,5 à 5,0, de préférence de 4,0 à 4,5. La température du milieu est de préférence fixée entre 50 à 70°C, de préférence entre 55 à 65°C. Ces conditions permettent un fonctionnement optimal des enzymes. La quantité d’enzymes introduites peut être de 0,2 à 0,6 kg par tonne de matière sèche d’amidon. Dans des modes de réalisation, la durée de la saccharification vaut de 2 à 6h, de préférence de 3 à 4h (dans ces modes de réalisation, cette étape est plus particulièrement qualifiée de « pré-saccharification »). Dans d’autres modes de réalisation, la durée de la saccharification vaut de 30 à 70h, de préférence de 40 à 60h. De manière avantageuse, la quantité de glucose dans le milieu après une telle étape de saccharification vaut de 90 à 99 % en poids, de préférence de 92 à 97% en poids. La quantité de glucose est déterminée selon la norme NF EN ISO 10504. On obtient un milieu enrichi en glucose, utilisable en tant que substrat de fermentation, tel quel ou après d’éventuels traitements supplémentaires, par exemple de purification, en particulier de filtration et/ou de déminéralisation. Par « milieu enrichi en glucose », on entend un milieu dans lequel la concentration en glucose est supérieure à celle du fluide hydrolysé avant la saccharification. De préférence, lorsque le substrat subi une étape de pré- saccharification de 2 à 6h, il n’est pas soumis à une purification ultérieure. De préférence, lorsque le substrat subi une étape de saccharification de 30 à 70h, il subit au moins une étape de purification subséquente, de préférence une filtration et une déminéralisation, de préférence au moyen de résines d’échange d’ions. Avantageusement, le procédé de préparation d’un substrat de fermentation selon l’invention génère une émission de gaz à effet de serre inférieure à 100 kg de CO2 équivalent pétrole (CO2eq) par tonne de graine de légumineuse utilisée, de préférence inférieure à 60 kg de CO2eq par tonne de graine de légumineuse utilisée, plus préférentiellement inférieure à 40 kg de CO2eq par tonne de graine de légumineuse utilisée (par exemple, le procédé de préparation d’un substrat de fermentation selon l’invention peut générer une émission de gaz à effet de serre de 0 à 20, ou de 20 à 30, ou de 30 à 40, ou de 40 à 50, ou de 50 à 60, ou de 60 à 80, ou de 80 à 100, kg de CO2eq par tonne de graine de légumineuse utilisée). Les émissions de gaz à effet de serre peuvent être déterminée comme indiqué dans la section Exemples ci- dessous. L’invention concerne également un substrat de fermentation obtenu par, ou susceptible d’être obtenu par un procédé de préparation tel que décrit ci-dessus. Le substrat de fermentation selon l’invention comprend avantageusement une ou plusieurs des caractéristiques suivantes (en particulier lorsqu’il est obtenu par un procédé incluant une étape de pré- saccharification) : – une quantité de protéine, par rapport au poids total de matière sèche du substrat, de 5 à 25 % en poids, de préférence de 15 à 20 % en poids, par exemple de 5 à 10 % en poids, ou de 10 à 15 % en poids, ou de 15 à 20 % en poids, ou de 20 à 25 % en poids ; – une quantité de glucide, par rapport au poids total de matière sèche du substrat, de 40 à 80 % en poids, de préférence de 60 à 75 % en poids, par exemple de 40 à 50 % en poids, ou de 50 à 60 % en poids, ou de 60 à 70 % en poids, ou de 70 à 80 % en poids ; – une quantité de matière grasse (lipides), par rapport au poids total de matière sèche du substrat, de 0,5 à 5 % en poids, de préférence de 0,5 à 3 % en poids, par exemple de 0,5 à 1 % en poids, ou de 1 à 2 % en poids, ou de 2 à 3 % en poids, ou de 3 à 4 % en poids, ou de 4 à 5 % en poids ; – une quantité de fibre, par rapport au poids total de matière sèche du substrat, de 2 à 10 % en poids, de préférence de 3 à 6 % en poids, par exemple de 2 à 4 % en poids, ou de 4 à 6 % en poids, ou de 6 à 8 % en poids, ou de 8 à 10 % en poids. Les quantités de protéine, glucide, matière grasse et fibre peuvent être déterminée comme indiqué ci-dessus. Alternativement, substrat de fermentation selon l’invention peut avantageusement comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes (en particulier lorsqu’il est obtenu par un procédé incluant une étape de saccharification de de 30 à 70h) : – une quantité de glucide, par rapport au poids total de matière sèche du substrat supérieure ou égale à 90 % en poids, de préférence supérieure ou égale à 95 % en poids ; – une quantité de protéine, par rapport au poids total de matière sèche du substrat, inférieure ou égale à 500 ppm en poids, de préférence inférieure ou égale à 200 ppm en poids, plus préférentiellement inférieure ou égale à 100 ppm en poids ; – une quantité de cendre (c’est-à-dire l’ensemble des minéraux, dont NaCl et CaCl2), par rapport au poids total de matière sèche du substrat, inférieure ou égale à 200 ppm en poids, de préférence inférieure ou égale à 100 ppm en poids, plus préférentiellement inférieure ou égale à 50 ppm en poids. L’invention concerne également un procédé de fermentation comprenant la mise en contact d’un substrat de fermentation tel que décrit ci- dessus avec au moins un microorganisme. Le microorganisme est de préférence choisi dans le groupe constitué des levures, des bactéries et des combinaisons de ceux-ci. Dans des modes de réalisation, le micro-organisme est mis en contact avec, en tant que substrat, un milieu enrichi en glucose (c’est-à-dire ayant subi l’étape de saccharification) tel que décrit ci-dessus. Pour cela, de préférence, le substrat est introduit dans une cuve et le microorganisme est ajouté dans la cuve. De manière préférée, le substrat a été refroidi à une température de 20 à 40°C, plus préférentiellement de 25 à 35°C, encore plus préférentiellement de 26 à 30°C préalablement à sa mise en contact avec le microorganisme. Dans d’autres modes de réalisation, le micro-organisme, de préférence une ou plusieurs levures, est mis en contact avec, en tant que substrat, un fluide d’amidon hydrolysé (c’est-à-dire n’ayant pas subi l’étape de saccharification) tel que décrit ci-dessus. De préférence, le fluide d’amidon hydrolysé est préalablement refroidi à une température de 20 à 40°C, de préférence encore de 25 à 35°C, plus préférentiellement de 26 à 30°C. De préférence, le substrat est mis en contact avec le microorganisme et avec au moins une enzyme, plus préférentiellement au moins deux enzymes, de préférence choisie(s) dans le groupe constitué des glucosidases. De manière particulièrement préférée, le substrat est mis en contact avec le microorganisme et avec au moins une α-1,4-glucosidase et une amylo-α-1,6- glucosidase. Cette étape est appelée « étape de propagation ». De manière avantageuse, le substrat est introduit dans une cuve et le microorganisme et les enzymes sont ajoutés dans la cuve. Les quantités d’enzyme et le pH sont avantageusement tels que décrits ci-dessus en relation avec l’étape de saccharification. L’invention concerne également un procédé de fermentation, ou un procédé de production d’un produit de fermentation, comprenant les étapes de : – préparation d’un substrat de fermentation selon le procédé décrit ci- dessus ; et – mise en contact du substrat de fermentation avec au moins un microorganisme. L’étape de mise en contact du substrat de fermentation avec au moins un microorganisme peut être telle que décrite ci-dessus. Elle correspond à une étape de fermentation. La mise en contact du substrat de fermentation avec le ou les microorganismes résulte avantageusement en l’obtention d’un produit de fermentation, en particulier tel que décrit ci-dessous. L’invention concerne également un produit de fermentation obtenu par, ou susceptible d’être obtenu par un procédé de fermentation, ou de production d’un produit de fermentation, tel que décrit ci-dessus. De préférence, le produit de fermentation comprend (ou consiste en) au moins un composé choisi dans le groupe constitué des alcools, de préférence l’éthanol, des acides organiques, des acides aminés, des vitamines et des mélanges de ceux-ci. De préférence, lorsque le produit de fermentation est ou comprend un composé choisi parmi les acides organiques, les acides aminés, les vitamines et les mélanges de ceux-ci, on utilise dans le procédé de fermentation (ou de production d’un produit de fermentation) un substrat ayant été préparé par un procédé comprenant une étape de saccharification de 30 à 70h. De préférence, lorsque le produit de fermentation est ou comprend un composé choisi parmi les alcools, et est en particulier l’éthanol, on utilise dans le procédé de fermentation (ou de production d’un produit de fermentation) un substrat ayant été préparé par un procédé comprenant une étape de pré- saccharification ou on utilise en tant que substrat un fluide d’amidon hydrolysé (dans ce dernier cas, le procédé de fermentation ou de production d’un produit de fermentation comprend très préférentiellement une étape de propagation telle que décrite ci-dessus). Exemples Les exemples suivants illustrent l’invention sans la limiter. Un procédé de production d’éthanol par fermentation utilisant un substrat préparé à partir de légumineuse (pois) selon l’invention a été comparé à un procédé de production d’éthanol par fermentation utilisant un substrat préparé à partir de céréale (blé) et à un procédé de production d’éthanol par fermentation utilisant un substrat préparé à partir de betterave. Procédé de production d’éthanol à partir de betterave Une fois récoltées, les betteraves sont rapidement transportées et transformées. Les betteraves sont ensuite lavées à l’eau afin d’éliminer toutes traces de terres, herbes ou rocailles provenant de la récolte. Sorties du lavoir les betteraves sont découpées en cossettes (dont la forme rappelle les frites). La taille des cossettes est de 5 à 6 cm de long pour 2 à 3 mm de large. Cette coupe se fait à l’aide d’un coupe racine de type Modèle 2000 – 600 – 60 de la société MAGUIN. Les cossettes sont acheminées ensuite vers la diffusion, dans laquelle elles circulent à contre-courant avec de l’eau chaude à 80°C, dans laquelle les composés solubles de la betterave migrent pour donner un jus de diffusion sortant en tête de diffuseur. Les cossettes sortent en queue de diffuseur sous forme de pulpes et une partie de l’eau qu’elles contiennent est éliminée par pressage ou déshydratation pour être recyclée. Les pulpes peuvent être ensuite utilisées dans l'alimentation animale. Le jus de diffusion subit ensuite une épuration par un traitement à la chaux vive aboutissant à la précipitation d’une partie des impuretés. La chaux vive est obtenue par calcination à 900°C de pierre de calcaire à raison de 4,6 kg de pierre par tonne de betterave. Le CO2 produit pendant cette opération est par la suite utilisé dans le jus de diffusion afin de précipiter la chaux éteinte (Ca(OH)2) en carbonate de calcium. Les impuretés et la chaux précipitées sont séparées du jus par filtration au moyen d’un filtre presse. Le jus épuré contient 85 % d’eau en poids. Il est soumis à une évaporation afin d’être concentré, jusqu’à obtenir un sirop ayant une concentration en saccharose proche de la saturation, soit de 60 à 70 % en poids. L’évaporation a lieu dans un évaporateur à multiple effets, la pression étant abaissée d’effet en effet afin de réduire la température d’ébullition du jus concentré, ce qui permet d’éviter sa cuisson. La concentration du jus permet d’éviter la fermentation du sucre et de pourvoir ainsi stocker le jus avant qu’il soit acheminé dans l’atelier de distillerie. L’étape de fermentation commence par la préparation de la pré- fermentation Le sirop est dilué à 7 % en poids de sucre (saccharose) par ajout d’eau puis est introduit dans une cuve appelé pré-fermenteur avec une solution de levures Saccharomyces cerevisiae. La quantité de levures est de 6 g par tonne de sucre. De l’urée, à raison de 1,3 kg par tonne de sucre, est ajouté, ainsi que de l’acide nitrique afin de maintenir le pH entre 5,0 et 5,5. La température est ajustée entre 30 et 35°C. Le temps de résidence est fixé entre 4 et 5h et un flux continu d’air est injecté dans le milieu au moyen d’un diffuseur installé en bas de cuve. Lorsque le degré d’alcool (notamment, éthanol) a atteint une valeur entre 6 et 8 % en poids (tel que mesuré à l’aide d’un densimètre), le moût dit faible est introduit dans une cuve de fermentation. Une solution de sucre de concentration entre 20 et 25 % (moût fort) est ajoutée dans une proportion valant de 30 à 50 % en poids du moût faible. La fermentation alcoolique qui est exothermique continue tandis que la température est maintenue entre 30 et 35°C au moyen d’un échangeur de chaleur à plaques qui est lui-même relié à une tour de refroidissement. La fermentation a lieu pendant une durée entre 30 et 40h. Pendant cette fermentation, le pH a tendance à diminuer. Une solution d’hydroxyde de sodium est donc ajoutée au fil du temps afin de maintenir le pH entre 5,0 et 5,5 Lorsque la totalité du sucre est transformé en éthanol et dioxyde de carbone, le taux d’alcool dans le fermenteur est entre 10 et 14 % en poids. Le moût de fermentation est ensuite soumis à une étape de distillation consistant à séparer la fraction alcool du moût de fermentation. Ce dernier est introduit au milieu d’une colonne de distillation sous vide contenant plusieurs plateaux pour ensuite tomber en bas de colonne. Le fluide est alors chauffé jusqu’au point d’ébullition du mélange eau et éthanol, à une température entre 82 et 85°C au moyen d’un échangeur thermique alimenté par de la vapeur provenant d’une chaudière. Les vapeurs d’alcool sont collectées en haut de colonne avec un degré d’alcool entre 93 et 95 % en poids. Le distillat obtenu contient beaucoup d’impuretés telles que des composés volatils et d’autres types d’alcool tel le méthanol, et est donc purifié en passant par les différentes colonnes suivantes, qui prises ensemble forment l’étape de rectification : – Colonne d’extraction : Dans la colonne, de l’eau est ajoutée au distillat provenant de la colonne de distillation. La différence de volatilité des composés présents dans le distillat permet de les séparer. Les composés très volatils et peu solubles dans l’eau sont entrainés vers le haut de la colonne, tandis que l’éthanol et le méthanol solubles dans l’eau sont entrainés en bas de colonne. – Colonne de rectification : Le mélange alcool-eau provenant de la colonne d’extraction est à nouveau distillé jusqu’à atteindre quasiment le mélange azéotrope alcool/eau (97 % en poids d’alcool) en bas de colonne tandis que les impuretés seront collectées an haut de colonne (distillat). Les impuretés récupérées de la colonne précédente sont introduites dans ce distillat. – Colonne de déméthylation : Cette colonne de grande taille et contenant un très grand nombre de plateau permet de séparer le méthanol et autres impuretés de l’éthanol. Le produit obtenu est dit « alcool surfin ». Le résidu contenant le méthanol est mélangé avec les impuretés collectées de l’étape précédente. – Colonne de tête : L’ensemble des impuretés provenant des colonnes précédentes sont passées sur cette colonne afin de les purifier pour produire les huiles de fusel. L’éthanol récupéré en bas de colonne est recyclé dans la colonne d’extraction ou la colonne de rectification afin d’améliorer le rendement de purification de l’éthanol. Les huiles de fusels sont collectées en haut de colonne. L’ensemble des opérations de la rectification font appel au procédé de séparation liquide par fractionnement par vaporisation-condensation. Lors de l’étape de distillation, un résidu non soluble est collecté avec l’eau non évaporée. Ce résidu est appelé vinasse. La matière sèche est d’environ 6 % en poids. Cette matière sèche étant trop faible, le résidu est introduit dans un évaporateur tubulaire à flux tombant. L’évaporation se fait sous vide (0,02 MPa de pression) avec injection de vapeur. La matière sèche final du résidu est de 30 à 35 % en poids. La vinasse concentrée peut être utilisée en agriculture, en particulier pour la préparation d’un amendement. Pour une unité de production d’éthanol, la quantité de CO2 équivalent pétrole (CO2eq) a été estimée. La quantité de CO2 équivalent pétrole représente l’ensemble des émissions de gaz à effet de serre (incluant aussi le protoxyde d’azote, le méthane, etc., en plus du CO2). Son calcul est effectué à l’aide de « facteurs d’émissions » dont les valeurs sont obtenues à partir des bases de données suivantes : – EUROPEAN COMMISSION : Note on the conducting and verifying actual calculations of the GHG emission savings, 2015 ; – INSTITUT FÜR ENERGIE- UND UMWELTFORSCHUNG HEIDELBERG (IFEU) : Biograce. Harmonized calculations of biofuel greenhouse gas emissions in Europe. – www.biograce.net ; – BUNDESANSTALT FÜR LANDWIRTSCHAFT UND ERNÄHRUNG (BLE): Leitfaden Nachhaltige Biomasseherstellung, 1ère Edition, Bonn, 2010 ; – lINAS INTERNATIONALES INSTITUT FÜR NACHHALTIGKEITSANALYSEN UND -STRATEGIEN, ÖKO- INSTITUT E. V. INSTITUT FÜR ANGEWANDTE ÖKOLOGIE E.V., Gemis, 2014. Les résultats pour le procédé de production d’éthanol à partir d’un substrat issu de betterave décrit ci-dessus sont présentés dans le tableau ci- dessous. La production d’éthanol est de 88830 t/an (à partir de 1189256 t de betterave. Le CO2eq émis lors de l’extraction du sucre est attribué à raison de 94 % en poids aux production et traitement du jus sucré et à raison de 6 % en poids à la production de la pulpe (ce qui est indiqué sous la mention « rendement considéré » dans le tableau ci-dessous). [Table 1]
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La quantité totale de CO2eq calculée pour le procédé total se répartit de la manière suivante : 56 % en poids du total est alloué à la production d’éthanol et 44 % en poids du total est allouée à la production du co-produit vinasse. La part des émissions de gaz à effet de serre correspondant à la production d’éthanol uniquement est indiquée dans le tableau ci-dessus à la ligne « Total (kg CO2eq/t éthanol) sans la vinasse ». Procédé de production d’éthanol à partir de blé. Les grains de blé sont récoltés. Contrairement à la betterave, le blé récolté peut être stocké et gardé pendant plusieurs mois. A son arrivée au site industriel, le blé est d’abord nettoyé afin de retirer les pierres et résidus végétaux provenant de la récolte. Le blé nettoyé est alors broyé au moyen d’un broyeur à compression de type broyeur à cylindres (roller-mill), puis tamisé afin de séparer le son (pellicule du blé) de la farine (poudre de l’amande). Ces étapes jusqu’à la collecte de la farine sont effectuées à sec et à température ambiante. La farine est ensuite mise en suspension dans de l’eau de manière à avoir une teneur massique en matière sèche entre 25 et 35 %. Le fluide ainsi obtenu est introduit dans une cuve de 80 m3 équipée de cannes d’injection de vapeur. Dans le même temps est ajoutée une enzyme de type alpha amylase (maxamyl HT) en une quantité entre 0,2 et 0,6 kg par tonne de farine. Le pH est ajusté entre 5,0 et 6,5 par ajout d’acide sulfurique. L’injection de vapeur dans le fluide est opérée à l’aide des cannes d’injection jusqu’à ce que le fluide atteigne une température entre 90 et 95°C. Cette température permet à l’eau de s’introduire dans les granules d’amidon jusqu’à l’éclatement de la membrane protectrice des granules. L’amidon libéré dans le fluide est alors hydrolysé par l’enzyme. Le temps de résidence est compris entre 4 et 5h afin que l’amidon soit suffisamment coupé en chaines de dextrines. Le moût hydolysé est envoyé dans une cuve agitée de 50 m3 et l’enzyme Deltazyme GA LE-5, contenant une glucosidase alpha 1-4 et une glucosidase alpha 1-6, est ajoutée pour effectuer la saccharification. Le temps de résidence dans la cuve est de 2h. Les étapes suivantes (fermentation, distillation et rectification) sont identiques à celles décrites ci-dessus pour le procédé de production d’éthanol à partir de betterave. La quantité de CO2 équivalent pétrole émise par le procédé a été estimée comme indiqué ci-dessus et les résultats sont présentés dans le tableau ci-dessous. La production d’éthanol est de 23887 t/an (à partir de 80235 t de blé). Le CO2eq émis jusqu’à l’étape de saccharification (non comprise) est attribuée à raison de 84% aux production et traitement de la farine et à raison de 16% à la production des fibres (le son) (ce qui est indiqué sous la mention « rendement considéré » dans le tableau ci-dessous). [Table 2]
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La quantité totale de CO2eq calculée pour le procédé total se répartit de la manière suivante : 56 % en poids du total est alloué à la production d’éthanol et 44 % en poids du total est allouée à la production du co-produit vinasse. La part des émissions de gaz à effet de serre correspondant à la production d’éthanol uniquement est indiquée dans le tableau ci-dessus à la ligne « Total (kg CO2eq/t éthanol) sans la vinasse ». Procédé de production d’éthanol à partir de pois. Une fois récoltés, les pois sont dépelliculés par broyage au moyen d’un broyeur pendulaire utilisant la force de compression, puis les particules produites sont passées sur un tamis afin séparer les pellicules d’une taille inférieur à 500 µm des pellicules d’une taille supérieur ou égale à 500 µm. Les particules sélectionnées (inférieures à 500 µm) sont ensuite soumises à une étape de micronisation à l’aide d’un broyeur utilisant la force d’impact (de manière à atteindre un diamètre médian en volume (D50) des particules inférieur ou égal à 30 µm). A la sortie du broyeur, la farine obtenue est introduite dans des turbo-cyclones avec sélecteur alimentés par un débit d’air permettant d’activer un effet cyclonique, afin de séparer les particules selon leur densité. Les particules légères (appelées fraction protéine), ayant un D50 de 1 à 5 µm, sont entrainées vers le haut du cyclone tandis que les particules plus lourdes, ayant un D50 de 10 à 30 µm, sont entrainées vers le bas. La fraction lourde (appelée fraction amidon) est récupérée et mélangée à de l’eau de manière à atteindre un fluide ayant une teneur massique en matière sèche d’environ 30 %. Le pH est ajusté entre 4,0 et 6,0 par de l’acide sulfurique puis une enzyme de type alpha amylase (maxamyl HT) est ajoutée au fluide en une quantité de 0,3 à 0,5 kg par tonne de matière sèche d’amidon. Afin de provoquer l’éclatement des granules d’amidon qu’il contient, le fluide est ensuite chauffé à 100°C par injection directe de vapeur en mode continu dans un « jet-cooker » (ou cuiseur) de type Hydro-thermal K510. (pression du fluide comprenant les granules d’amidon : 0,6.MPa ; pression de la vapeur d’eau : 0,9Mpa ; pression du mélange fluide/vapeur en sortie du jet- cooker : 0,25 Mpa). Le fluide est ensuite soumis à une étape de dextrinisation : pour cela, le fluide non refroidi est placé dans une cuve de 30 m3 pendant une durée de 4h Le fluide refroidi à 60°C est ensuite introduit dans une autre cuve pour subir une étape de pré-saccharification. Une α-1,4-glucosidase et une amylo-α-1,6- glucosidase (Deltazyme GA LE-5) sont introduites dans le fluide en une quantité de 0,3 kg par tonne de matière sèche d’amidon, et le pH est ajusté à une valeur entre 4,0 et 4,5 par de l’acide sulfurique. Le fluide est laissé dans la cuve pendant une durée de 3h. Les étapes suivantes (fermentation, distillation et rectification) sont identiques à celles décrites ci-dessus pour le procédé de production d’éthanol à partir de betterave à l’exception du fait que la colonne de distillation n’est pas chauffée par un échangeur thermique alimenté par de la vapeur provenant d’une la chaudière mais par les buées de l’évaporateur utilisé pour concentrer la vinasse, recomprimées à l’aide d’un re-compresseur mécanique. L’énergie utilisé est dans ce cas de l’électricité et non du gaz. La quantité de CO2 équivalent pétrole émise par le procédé a été estimée comme indiqué ci-dessus et les résultats sont présentés dans le tableau ci-dessous. La production d’éthanol est de 7465 t/an (à partir de 32982 t de blé). Le CO2eq émis jusqu’à l’étape de pré-saccharification (non comprise) est attribuée à raison de 67,2 % en poids aux production et traitement de la fraction amidon, à raison de 24 % en poids à la production de la fraction protéine, et à raison de 8,8 % à la production de fibres (pellicule) (ce qui est indiqué sous la mention « rendement considéré » dans le tableau ci-dessous). [Table 3]
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La quantité totale de CO2eq calculée pour le procédé total se répartit de la manière suivante : 56 % en poids du total est alloué à la production d’éthanol et 44 % en poids du total est allouée à la production du co-produit vinasse. La part des émissions de gaz à effet de serre correspondant à la production d’éthanol uniquement est indiquée dans le tableau ci-dessus à la ligne « Total (kg CO2eq/t éthanol) sans la vinasse ». Les résultats sont résumés dans le tableau ci-dessous (sont considérées les parts des émissions attribuées à la production d’éthanol uniquement) : [Table 4]
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On constate que le procédé de production d’éthanol selon d’invention émet beaucoup moins de gaz à effet de serre que les procédés comparatifs utilisant un substrat préparé à partir de céréale et de betterave. De plus, en ce qui concerne le procédé jusqu’à la distillation, le procédé selon l’invention produit de très faibles émissions de gaz à effet de serre.

Claims

Revendications 1. Procédé de préparation d’un substrat de fermentation, comprenant les étapes suivantes : – la fourniture d’au moins une graine de légumineuse comprenant de l’amidon et des protéines ; – la micronisation de ladite au moins une graine, de manière à obtenir une fraction micronisée ; – la purification de la fraction micronisée, de manière à collecter une fraction enrichie en amidon et appauvrie en protéine ; – le mélange de la fraction enrichie en amidon et appauvrie en protéine avec un liquide, de manière à former un fluide d’amidon ; et – l’hydrolyse de l’amidon par mélange de vapeur d’eau avec le fluide d’amidon , de manière à obtenir un fluide d’amidon hydrolysé.
2. Procédé selon la revendication 1, comprenant en outre une étape d’introduction dans le fluide d’amidon hydrolysé d’au moins une enzyme choisie dans le groupe constitué des glucosidases, de préférence d’au moins deux enzymes choisies dans le groupe constitué des glucosidases, plus préférentiellement d’au moins une α-1,4-glucosidase et une amylo-α-1,6-glucosidase.
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, comprenant en outre une étape d’introduction dans le fluide d’amidon d’au moins une enzyme choisie dans le groupe constitué des saccharidases, de préférence une α-amylase.
4. Procédé selon l’une des revendications 1 à 3, dans lequel la graine de légumineuse comprend une pellicule, et dans lequel le procédé comprend une étape de dépelliculage de la graine préalablement à la micronisation.
5. Procédé selon l’une des revendications 1 à 4, dans lequel la purification de la fraction micronisée comprend une étape de séparation aéraulique, de préférence au moyen d’un cyclone avec sélecteur.
6. Procédé selon l’une des revendications 1 à 5, dans lequel l’hydrolyse de l’amidon est effectuée à l’aide d’un dispositif d’injection directe de vapeur en mode continu.
7. Procédé selon l’une des revendications 1 à 6, dans lequel la légumineuse est choisie dans le groupe des haricots, des pois, des fèves, des lentilles, des pois chiches et des mélanges de ceux-ci.
8. Procédé selon l’une des revendications 1 à 7, générant une émission de gaz à effet de serre inférieure à 100 kg de CO2 équivalent pétrole par tonne de graine de légumineuse utilisée, de préférence 60 kg de CO2 équivalent pétrole par tonne de graine de légumineuse utilisée.
9. Substrat de fermentation obtenu par un procédé selon l’une des revendications 1 à 8.
10. Procédé de fermentation comprenant la mise en contact d’un substrat de fermentation selon la revendication 9 avec au moins un microorganisme.
11. Procédé de production d’un produit de fermentation, comprenant les étapes suivantes : – la préparation d’un substrat de fermentation selon le procédé selon l’une des revendications 1 à 8 ; et – la mise en contact dudit substrat de fermentation avec au moins un microorganisme, de manière à obtenir un produit de fermentation.
12. Procédé selon la revendication 11, dans lequel le produit de fermentation comprend au moins un composé choisi dans le groupe constitué des alcools, de préférence l’éthanol, des acides organiques, des acides aminés, des vitamines et des mélanges de ceux-ci.
13. Procédé selon l’une des revendications 10 à 12, dans lequel le microorganisme est choisi dans le groupe constitué des levures, des bactéries et des combinaisons de ceux-ci.
14. Produit de fermentation obtenu par un procédé selon l’une des revendications 10 à 13.
15. Produit de fermentation selon la revendication 14, comprenant au moins un composé choisi dans le groupe constitué des alcools, de préférence l’éthanol, des acides organiques, des acides aminés, des vitamines et des mélanges de ceux-ci.
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Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010129724A2 (fr) * 2009-05-05 2010-11-11 Anne Schwartz Système de fractionnement de biomasse efficace pour des cultures de légumes secs énergétiques

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
BUNDESANSTALT FÜR LANDWIRTSCHAFT UND ERNÀHRUNG (BLE: "Leitfaden Nachhaltige Biomasseherstellung", 2010
EUROPEAN COMMISSION: "Note on the conducting and verifying actual calculations of the GHG émission savings", 2015
INSTITUT FÜR ENERGIE- UND UMWELTFORSCHUNG HEIDELBERG (IFEU, BIOGRACE. HARMONIZED CALCULATIONS OF BIOFUEL GREENHOUSE GAS ÉMISSIONS IN EUROPE, Retrieved from the Internet <URL:www.biograce.net>
MAAROUFI C ET AL: "Fractionation of pea flour with pilot scale sieving. II. In vitro fermentation of pea seed fractions of different particle sizes", ANIMAL FEED SCIENCE AND TECHNOLOGY, ELSEVIER, AMSTERDAM, NL, vol. 154, no. 3-4, 26 November 2009 (2009-11-26), pages 135 - 150, XP026733547, ISSN: 0377-8401, [retrieved on 20091023], DOI: 10.1016/J.ANIFEEDSCI.2009.07.008 *

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