THERMOSENSIBLE ET UN COMPOSE THERMORETICULABLE ET

UTILISATION DE LADITE COMPOSITION

La présente invention a pour objet un procédé de préparation d'une composition comprenant au moins une substance thermosensible et au moins un liant.

L'invention a plus particulièrement pour objet la préparation d'une composition comprenant une enzyme, au moins un liant, obtenu par réticulation d'un prépolymère susceptible de réticuler sous l'action de la chaleur, et éventuellement au moins un support.

Les catalyseurs comprenant des substances thermosensibles, telles que des enzymes, sont des composés bien connus.

Par exemple, dans le brevet américain US 5 279 948, sont décrits des catalyseurs comprenant une enzyme immobilisée par un homopolymère comprenant des unités amino-1 éthylénées ou éventuellement un copolymère comprenant en outre des fonctions N-vinylformamide. Le procédé de préparation d'un tel catalyseur consiste à ajouter à une suspension aqueuse d'une enzyme, un homopolymère ou un copolymère comprenant la ou les fonctions précitées, puis à ajouter un agent réticulant des fonctions aminées présentes. Le mélange ainsi obtenu est maintenu de telle sorte qu'il se produise une réticulation du polymère. L'enzyme immobilisée est ensuite séparée et séchée. Dans ce brevet, il est préconisé de n'effectuer l'étape de réticulation qu'à une température inférieure à celle de dégradation de l'enzyme et pendant un temps suffisamment long pour que se produise la réticulation. Ainsi, la température est comprise entre 0 et 60°C selon la stabilité thermique de l'enzyme, la température ambiante étant préférée. Quant à la durée de réticulation, elle varie de 30 minutes à plusieurs heures.

Dans la demande de brevet européen EP 89 165, il est aussi décrit une enzyme immobilisée sur un support au moyen d'un polymère réticulé. Ce polymère est issu d'un prépolymère réticulable en milieu aqueux, et choisi par exemple parmi les polyazétidines, les polyisocyanates, les uréthannes. Le procédé de préparation de ce catalyseur consiste à mettre en contact l'enzyme et le prépolymère avec le support, puis à effectuer la réticulation à une température inférieure à la température de dégradation de l'enzyme. Les températures sont en général proches de la température ambiante et les durées de réaction peuvent aller de 30 minutes à plusieurs heures (voire jusqu'à 24 heures).

Si les avantages apportés par les catalyseurs enzymatiques décrits ci-dessus n'est pas remis en cause, il n'en reste pas moins que leurs procédés de préparation présentent des inconvénients.

Le premier inconvénient lié à ces procédés réside dans la faible température à laquelle le séchage est mis en oeuvre. En effet, les températures au-delà desquelles le seuil de tolérance de l'enzyme est dépassé sont relativement basses, ce qui entraîne par voie de conséquence, la mise en oeuvre de durées longues de séchage. En outre, la surface utilisée pour le séchage est très importante, d'autant plus importante que ces méthodes ne se prêtent guère à un mode d'exploitation en continu.

Enfin, un problème supplémentaire existe du fait de la présence du polymère thermoréticulable, dont l'un des rôles est de permettre une bonne immobilisation de la substance thermosensible sur le support, en créant notamment des pontages entre les deux composés. En effet, comme cela a été indiqué auparavant, ces polymères sont issus de la réticulation thermique de prépolymères. Or, pour obtenir une bonne réticulation, des durées suffisamment longues sont nécessaires. Il n'est donc pas possible de modifier les conditions opératoires sans tenir compte de ce fait, ce qui constitue une contrainte supplémentaire pour l'opération de séchage, et ne va pas dans le sens d'une diminution de la durée de cette étape.

La présente invention propose entre autres de résoudre les problèmes précités. Ainsi, l'invention permet de préparer, selon un procédé alliant rapidité et efficacité, des compositions comprenant au moins une substance thermosensible et au moins un composé réticulable à la chaleur (liant). Plus particulièrement le procédé de l'invention permet de raccourcir de manière considérable la durée de réticulation sans constater une diminution de l'adhésion de la substance thermosensible et du liant. En d'autres termes, malgré d'aussi courtes durées de réaction, la réticulation thermique est toujours aussi efficace.

Par ailleurs, on n'a pas constaté de baisse de l'activité biologique de l'enzyme immobilisée.

Ces deux résultats sont parfaitement surprenants dans la mesure où systématiquement, il était préconisé, d'une part pour avoir une bonne réticulation, donc une bonne immobilisation de l'enzyme, et d'autre part, pour conserver l'activité enzymatique du catalyseur résultant, de conduire la préparation dudit catalyseur à des températures faibles pendant des durées importantes.

Ainsi, le procédé selon l'invention, de préparation d'une composition comprenant au moins une substance thermosensible et au moins un liant, est caractérisé en ce que l'on effectue au moins une étape de séchage de la composition à une température supérieure à celle de dégradation de ladite substance et pendant une durée telle qu'il n'y a substantiellement pas de dégradation de cette substance, ladite composition comprenant au moins une substance thermosensible et au moins un liant se trouvant sous la forme d'un prépolymère susceptible de réticuler à la chaleur.

La présente invention a de même pour objet l'utilisation de la composition obtenue selon le procédé de l'invention, pour la préparation d'acides aminés à partir des acides carboxyliques insaturés correspondants ou leurs sels.

Le procédé selon l'invention représente, par rapport aux procédé connus, un gain évident de temps mais aussi d'énergie.

En outre, la surface consacrée à cette étape de séchage est, elle aussi, considérablement diminuée car les appareillages employés n'ont plus besoin d'être aussi grands que ceux utilisés auparavant.

Il faut aussi remarquer que si les séchages classiques, comme le séchage en étuve, se prêtent très peu à une mise en oeuvre en continu, les moyens de séchage proposés par la présente invention sont tout à fait exploitables de cette façon. Il est même recommandé de procéder e continu car cela permet de diminuer encore la taille des appareillages nécessaires dans lesquels on effectue le séchage.

Mais d'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la descπption et des exemples qui vont suivre.

Pour des raisons de clarté de l'exposé, les divers éléments constitutifs de la composition vont tout d'abord être décrits.

Le procédé selon l'invention est tout particulièrement indiqué pour l'obtention de compositions comprenant au moins une enzyme comme substance thermosensible. Toutes les enzymes peuvent, de manière convenable, être employées comme substance thermosensible dans le procédé de préparation de l'invention. Cependant, selon une variante de l'invention, on peut mettre en oeuvre au moins une enzyme produite par un micro-organisme choisi parmi les suivants : Pseudomonas fluorescens, Pseudomonas dacunhae, Bacillus megaterium, Arthrobacter species, Arthrobacter simplex, Streptomyces phaechromogenes, Rhodosporidium toruloides, Escherichia coli, Aerobacter aerogenes, Bacterium succinum, Micrococcus sp, Bacillus subtilis, Serratia marcescens.

Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, on met en oeuvre une enzyme qui est plus particulièrement du type des transaminases amonialyases. De préférence, on met en oeuvre l'enzyme produite par le micro-organisme E.

Coli. On peut notamment employer la souche dont le numéro ATCC est 1 1303.

Il est à noter qu'il n'est pas nécessaire, de manière avantageuse, de mettre en oeuvre une enzyme pure. En effet, l'enzyme reste très active même si elle est utilisée en présence de restes de la bactérie ainsi que de résidus du milieu de fermentation. Par conséquent, la purification n'apporte pas d'avantages particuliers. Au contraire elle est plutôt la cause de pertes en enzyme et ajoute une étape supplémentaire superflue au procédé de préparation de la composition.

Ainsi, et selon un mode de réalisation particulier, l'enzyme est simplement séparée du milieu de fermentation (ou biomasse) par tout moyen connu, tel que les filtres, les décanteurs, les centrifugeuses, etc.

Le liant présent dans la composition est employé sous la forme d'un prépolymère qui est susceptible de réticuler sous l'effet de la chaleur.

A titre d'exemple de prépolymères convenables, on peut citer les prépolymères de polyazétidine, les prépolymères d'hydrogel de polyuréthanne, les polyisocyanates et leur dérivés, les carboxyméthylcellulose.

Les polyazétidines sont des prépolymères bien connus, notamment commercialisés par Hercules, avec les produits de la gamme Polycup®, (par exemple, le Polycup®172, Polycup®2002).

Il est à noter que les polyazétidines sont des composés comprenant des cycles réactifs de type azétidine. Généralement, ces prépolymères sont obtenus par réaction d'un polyamide avec de l'épychlorhydrine. En ce qui concerne les prépolymères d'hydrogel de polyuréthannes, ce sont des composés obtenus par réaction de poylols comprenant au moins deux fonctions hydroxyles par molécule et présentant un poids moléculaire d'au moins 3000, avec un polyisocyanate de faible poids moléculaire réagissant avec les fonctions hydroxyles présentes. Par polyisocyanate de faible poids moléculaire, on entend plus particulièrement désigner le toluène diisocyanate, le méthylène di(phénylisocyanate), le m-xylylène diisocyanate, le dodécahydrométhylène di(phénylisocyanate).

Les polyisocyanates ou leurs dérivés qui conviennent à la mise en oeuvre de l'invention sont ceux dont la réticulation permet d'accéder à des polymères insolubles dans l'eau. Par exemple, on peut citer les polyméthylène di(phénylisocyanates, le méthylène diphénylisocyanate, les toluène-diisocyanates, le m-xylylène diisocyanate, le dodécahydro méthylène diphénylisocyanate, l'isophorone diisocyanate.

Les carboxyméthylcelluloses sont aussi des composés bien connus, et peuvent convenir, quelque soient leur degré de substitution et leur viscosité.

De préférence, le liant mis en oeuvre dans le procédé de la présente invention est choisi parmi les polyazétidines.

Selon une variante particulièrement avantageuse de la présente invention, la composition comprenant la substance thermosensible et le liant, comprend en outre, au moins un support.

Ledit support est choisi parmi les composés inertes vis-à-vis de l'enzyme, et inertes dans les conditions de réaction ultérieures de la composition finale.

Plus particulièrement, et à titre d'exemple, le support peut être choisi parmi les résines échangeuses d'ions, les tamis moléculaires, l'alumine, la silice, les silico- alumiπates.

Selon un mode de réalisation préféré de la présente invention, le support est choisi parmi les résines échangeuses d'ions macroporeuses.

Lesdites résines peuvent être des résines échangeuses de cations ou d'anions.

Parmi les résines échangeuses de cations on peut utiliser des résines de type acide fort ou acide faible. Ces résines peuvent se trouver sous une forme acide (contre ion hydrogène), ou salifiée (contre ion ammonium ou métal alcalin ou alcalino-terreux). De préférence, elles se trouvent sous la forme hydrogène.

A titre d'exemple de résines du type acide faible, on peut citer les résines qui sont des copolymères d'acide acrylique, méthacrylique, des esters ou encore des nitriles correspondants. On peut de même citer les résines phénoliques.

Parmi les résines de type acide fort, on peut mentionner tout particulièrement les résines étant des copolymères de styrène divinylbenzène présentant des groupements fonctionnels greffés sulfonés. De telles résines sont commercialisées notamment sous la dénomination commerciale Dowex® de la société Dow, ou encore Purolite® de la société Purolite, Amberlyst®, IRA®, de la société Rohm & Haas. Selon un mode réalisation préféré de l'invention, on utilise des résines macroporeuses IRA® 938 de la société Rhom & Haas, Purolite® A 501 P, Duolite® ES 181 de la société Duolite.

Selon un mode de réalisation préféré, on utilise des résines du type fortement acide. Parmi les résines échangeuses d'anions, on peut citer par exemple, et sans intention de se limiter les résines à base de polystyrène, de polyacrylate, ou de copolymères à base de styrène ou d'acrylate présentant des groupements hydroxyles, carbonates ou encore des atomes de chlore.

Il est à noter que la composition finale peut être sous la forme de particules, telles que par exemple des billes, mais aussi sous la forme de membranes, ou encore de revêtements.

Le procédé selon l'invention consiste donc à sécher une composition comprenant au moins une substance thermosensible, au moins un liant se trouvant sous la forme d'un prépolymère susceptible de réticuler sous l'effet de la chaleur, et éventuellement au moins un support.

Préalablement à l'étape de séchage proprement dite, les divers éléments constitutifs de la composition sont mis en présence.

On peut mettre en contact les divers éléments constitutifs de la composition précitée dans un ordre indifférent. Cependant, selon une seconde méthode préférée, et dans la cas où la composition comprend un support, la mise en contact de la substance thermosensible, et plus spécialement de l'enzyme, du liant, et du support, est réalisée par pulvérisation d'un mélange substance thermosensible - liant sur le support.

Quelle que soit la méthode retenue, la substance thermosensible se trouve plus particulièrement sous la forme d'une suspension. Cette suspension est de manière avantageuse une suspension aqueuse.

Le liant peut être mis en oeuvre sous une forme de suspension. Cependant, il est préférable que ce dernier soit employé sous la forme d'une solution.

La mise en contact des éléments précités de la composition est effectuée dans tout type de mélangeur comme notamment les bétonnières, les drageoirs, les turbosphères, les ballons tournants, les malaxeurs, les bicônes ou encore les réacteurs agités. La mise en contact se fait à une température inférieure à celle de dénaturation de la substance thermosensible.

La durée de la mise en contact est très variable et est suffisante pour obtenir un mélange coulant homogène. Ledit mélange peut se trouver sous la forme d'une suspension, ou d'un solide. Une fois la mise en contact réalisée, on effectue une étape de séchage particulière.

Comme cela a été indiqué précédemment, le séchage est effectué à une température supérieure à celle de dégradation ou de dénaturation de la substance thermosensible, mais pendant une durée suffisamment courte pour que l'on ne constate substantiellement aucun phénomène néfaste sur la substance thermosensible.

Par substantiellement, on entend que la substance thermosensible a été dégradée (ou désactivée) à moins de 80 % et avantageusement à moins de 90%.

A ce sujet, il est important de préciser ce qui suit. Lorsque l'on prépare une composition comprenant un support, on constate qu'il existe une différence entre l'activité théorique obtenue et l'activité réellement atteinte, différence qui peut aller jusqu'à environ 50 %. Ce phénomène est observé quelle que soit la méthode de séchage mis en oeuvre, c'est-à-dire un séchage conforme à l'art antérieur (température faible pour une longue durée) ou un séchage selon l'invention (température élevée pour une courte durée), et peut, entre autres, être causé par la porosité du support employé. Par conséquent, les valeurs de 80 et 90 % indiquées auparavant sont basées sur l'activité réelle (comparaison entre l'activité réelle d'une composition obtenue selon un séchage conforme à l'art antérieur et celle obtenue après un séchage selon l'invention, toutes choses étant égales par ailleurs).

Ainsi, le procédé selon l'invention comprend plus particulièrement une étape de séchage effectuée à une température comprise entre 120 et 260°C, sachant que la température de séchage reste supérieure à celle de dégradation de la substance thermosensible.

Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, le séchage est effectuée à une température supérieure ou égale à 150°C. En outre, la température de séchage est de préférence inférieure à 200°C.

La durée du séchage est plus précisément inférieure à 30 secondes. Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, la durée du séchage est inférieure à 10 secondes.

En fait, les conditions de température et de durée du séchage sont telles que tout se passe comme si la composition, et plus spécialement la substance thermosensible, restait soumise à une température inférieure à celle à laquelle cette dernière se dégrade.

Il est en outre à noter que dans le cas de composition comprenant au moins une enzyme en tant que substance thermosensible, le séchage est réalisé de préférence de manière à obtenir une composition présentant une humidité résiduelle qui n'est pas inférieure au seuil d'hydrophobie de l'enzyme. Classiquement, l'humidité est comprise entre 10 et 30 % en poids par rapport à l'enzyme.

Le type de séchage employé dans l'invention, et que l'on peut qualifier de séchage flash, est mis en oeuvre dans tout type d'appareillage permettant d'atteindre des températures aussi élevées que celles mentionnées auparavant pour des temps de contact très courts. Par exemple, on peut utiliser des fours à induction sur tapis roulant, ou encore éventuellement des lits fluidisés.

Il est possible de mettre en oeuvre des appareillages dans lesquels sont disposés des plateaux raclés thermostatés. Généralement, ces appareils sont exploités sous vide, ce qui permet de diminuer les températures de séchage. On peut aussi employer des turbosphères, qui seront elles aussi mises en oeuvre sous vide.

Conviennent aussi à la mise en oeuvre de l'invention, les tours d'atomisation.

Selon cette voie, la composition à sécher est en général pulvérisée dans un vortex créé par le flux séchant, les injections étant réalisées habituellement à contre-courant. Les particules sont ensuite récupérées dans un collecteur qui est habituellement un cyclone, bien que tout autre type d'appareillage classique conçu dans ce but, convienne.

D'une manière tout à fait avantageuse, on met en oeuvre ce séchage flash dans un appareillage appelé "spin flash", mis au point par la société APV-Baker (article paru dans Informations Chimie n° 342 - Octobre 1992 - p. 141 et suivantes). Selon un mode de réalisation préféré, cet appareil est construit de telle sorte que l'on injecte dans un four et à co-courant, la composition à sécher et le flux séchant.

L'alimentation du flux séchant est effectuée en dessous de l'alimentation de la

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composition. De cette façon, un vortex ascendant est créé dans l'enceinte du four, qui entraîne les particules séchées vers un collecteur.

D'une manière classique, le collecteur est un cyclone, mais tout autre type d'appareillage ayant pour but la récupération de particules solides entraînées dans un flux gazeux, convient.

Ce type de sécheur est très intéressant car il diminue les phénomènes d'attrition auxquels sont soumis les particules de la composition.

Le flux séchant, dans chacun des cas mentionnés ci-dessus, est en général de l'air chaud, mais tout autre gaz conviendrait, comme par exemple l'azote. Le procédé selon la présente invention est particulièrement approprié pour la préparation d'une composition comprenant au moins une enzyme immobilisée sur un support au moyen d'un liant, destinée à être employée en tant que catalyseur pour la préparation d'acides aminés à partir des acides insaturés correspondants ou de leurs sels. Selon un mode de réalisation avantageux de la présente invention, la composition est mise en oeuvre en tant que catalyseur pour l'obtention d'acide L-aspartique, à partir d'acide fumarique ou de fumarate d'ammonium.

Tout ce qui a été dit précédemment au sujet de la nature de l'enzyme, du liant et du support ne sera pas repris en détail ici. II est cependant à noter que l'enzyme préférée est produite par le micro-organisme

E. Coli. et de manière encore plus préférée, on met en oeuvre la souche E.Coli dont le numéro ATCC est 1 1303.

L'enzyme est classiquement obtenue par fermentation du micro-organisme précité.

De préférence, cette étape est mise en oeuvre en ensemençant le milieu avec des substances nutritives comme l'amidon, le saccharose, le glucose, des farines de poisson, de soja, de l'extrait de levure, ou encore des polypeptones, entre autres ; ces composés pouvant être employés seuls ou en mélange, éventuellement avec des sels de métaux alcalins, alcalino-terreux ou encore d'ammonium, comme par exemple, le chlorure de magnésium, le sulfate de magnésium, le chlorure de sodium, le nitrate d'ammonium.

Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, la fermentation est effectuée en utilisant des substances nutritives choisies parmi le glucose, la farine de soja, l'extrait de levure, et des sels de métaux alcalins ou alcalino-terreux.

La fermentation est conduite de manière habituelle, à des températures de l'ordre de 25 à 40°C,

Le pH du milieu de fermentation peut ou non être régulé. Il est en général compris entre 5 et 8.

Par ailleurs, la fermentation de ces micro-organisme étant un phénomène aérobie, elle est mise en oeuvre sous air. Sans intention de se limiter, et selon le micro¬ organisme utilisé, la vitesse de gaz par volume de milieu de fermentation et par minute varie entre 0,1 et 3. La durée de la fermentation peut varier dans une large gamme qui dépend à la fois du micro-organisme et des conditions dans laquelle la fermentation est conduite. Cependant, la durée moyenne est d'environ 15 à 30 heures. Une fois la fermentation terminée, on sépare les solides du milieu. Toutes les méthodes classiques peuvent être employées à cet effet. Ainsi, on peut utiliser un filtre presse, un filtre rotatif raclé, un décanteur horizontal, une auto-débourbeuse, un séparateur centrifuge, une centrifugeuse à bol, etc.

De préférence simplement concentrée, la biomasse, c'est-à-dire comprenant l'enzyme, des restes de la bactérie et des résidus du milieu de fermentation, est ensuite mise en contact avec le liant et le support, comme explicité auparavant. Les compositions destinées à être mises en oeuvre pour la préparation d'acides aminés présentent de préférence des caractéristiques additionnelles.

Ainsi, elles présentent un rapport pondéral R1, correspondant au rapport pondéral de la biomasse mise en oeuvre (exprimée en matière sèche) à la matière sèche de support compris entre 0,1 et 1. Elles présentent en outre un rapport pondéral R2, correspondant au rapport pondéral de la biomasse mise en oeuvre (exprimée en matière sèche) à la matière sèche de liant, compris entre 0,1 et 1.

Ainsi, les quantités respectives d'enzyme, de liant, de support, sont calculées de telle sorte que les compositions finales présentent des valeurs de rapports R1 et R2 dans les domaines indiqués ci-dessus. Il est précisé que les rapports R1 et R2 peuvent ne pas être égaux.

La composition selon l'invention peut avantageusement être mise en oeuvre directement dans la synthèse d'acides aminés. Elle peut aussi être stockée à sec ou avantageusement sous forme réhydratée dans une solution de l'acide aminé ou du sel dont elle catalyse la réaction, à une température toujours inférieure à celle de la dénaturation de l'enzyme qu'elle contient. La température de stockage est habituellement voisine de la température ambiante ou légèrement inférieure.

Les procédés de préparation d'acides aminés à partir des acides carboxyliques insaturés correspondants, par réaction enzymatique, sont bien connus de l'homme du métier. On pourra donc se référer aux procédés connus du domaine.

Cependant, selon un mode de réalisation préféré de la présente invention, le procédé est particulièrement approprié pour la synthèse de l'acide aspartique, et plus précisément de l'acide L-aspartique, à partir de l'acide fumarique ou de l'un de ses sels.

Ce procédé consiste à mettre en contact avec la composition, en lit fixe ou en lit fluidisé, du fumarate d'ammonium pour donner de l'aspartate d'ammonium. Ce dernier est séparé du mélange réactionnel et acidifié pour obtenir l'acide L-aspartique.

Selon les méthodes classiques, on prépare le fumarate d'ammonium en le mélangeant tout d'abord à de l'eau afin d'obtenir du lait d'acide fumarique. Puis on ajoute ensuite de l'ammoniaque. Ces opérations peuvent être effectuées en un ou, de préférence, en plusieurs cycles, en prenant en compte l'exothermicité de la salification de l'acide fumarique.

Les quantités respectives des composés sont telles que l'on obtienne une solution de fumarate d'ammonium présentant une concentration inférieure à celle causant un empoisonnement de l'enzyme utilisée, dû à un excès de substrat (fumarate d'ammonium). L'homme du métier est tout à fait à même d'accéder à une telle information, les enzymes étant connues.

Cependant, à titre purement d'illustration, et dans le cas où l'enzyme employée est obtenue à partir d'E. Coli, cette concentration est d'environ 0,5 à 2 mol/l.

En outre, il est peut être avantageux de contrôler le pH de la solution de fumarate d'ammonium obtenue. En effet, le pH de celle-ci doit se trouver de préférence dans la gamme de pH optimale pour un bon fonctionnement de l'enzyme. Ce pH est, là encore, tout à fait accessible à l'homme du métier. A titre d'exemple et toujours dans le cas de l'enzyme précitée, ce pH se trouve compris entre 6 et 11 , et de préférence entre 7 et 10.

Pour adapter le pH de la solution, on ajoutera de manière classique de l'ammoniaque, de la soude, de la potasse, ou de l'acide chlorhydrique, sulfurique ou phosphorique. La solution résultante de fumarate est ensuite mise en contact avec le catalyseur qui se trouve en lit fixe ou, avantageusement en lit fluidisé. La mise en contact a lieu en flux montant de réactif.

Le réacteur se présente de façon avantageuse sous la forme d'un tube vide muni à chacune de ses extrémités, de moyens visant à éviter l'entraînement du catalyseur. On peut citer par exemple des grilles, des étages de débordement, entre autres.

Par tube, on entend un volume dont la hauteur représente au moins cinq fois sa surface. Cette surface peut être de toute forme, par exemple circulaire, ellipsoïdale, ou parallélépipédique, telle qu'une forme carrée, rectangulaire notamment, sans toutefois y être limitée. Pour des raisons évidentes de coût, on préfère les réacteurs de forme cylindrique.

L'obtention du lit fluidisé est effectuée en chargeant le catalyseur tel que décrit précédemment puis en alimentant un flux liquide. La vitesse de ce flux est de préférence supérieure à la vitesse minimale de fluidisation. On appelle vitesse minimale

de fluidisation, la vitesse minimale à partir de laquelle le lit catalytique est "soulevé". En outre, la vitesse maximale du flux liquide est de préférence inférieure à la vitesse à laquelle le lit catalytique est entraîné. Plus particulièrement, la vitesse maximale du flux liquide est d'au plus 90 % de la vitesse d'entraînement du lit catalytique. II est à noter que ce qui vient d'être dit à propos de la formation du lit fluidisé est toujours valable lorsque l'on effectue la réaction, c'est-à-dire lorsque le flux liquide est remplacé par le flux de réactif.

Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux de l'invention, la vitesse du flux liquide ou du flux de réactif est telle que l'écoulement au sein du réacteur soit de type ultra-laminaire. En fait, toujours selon un mode de réalisation préféré de l'invention, on peut assimiler l'écoulement dans le réacteur à celui d'un réacteur de type piston.

Ceci peut correspondre par exemple à des vitesses de flux liquide inférieures à 1 mm par seconde.

Bien évidemment de telles conditions sont telles que l'on ait une répartition homogène du fumarate d'ammonium dans le réacteur, pour des raisons évidentes d'efficacité du procédé.

La quantité de catalyseur mise en jeu peut être déterminée par l'homme du métier selon la productivité qu'il souhaite atteindre.

Il est à noter que le procédé selon l'invention permet d'atteindre des productivités de l'ordre de 6 moles à 16 moles d'acide, produites par heure et par litre de catalyseur.

La température à laquelle on réalise la mise en contact du catalyseur avec le substrat est inférieure à la température de dénaturation de l'enzyme.

Dans le cas de l'enzyme précitée (E. Coli), celle-ci est inférieure habituellement à 40°C. De préférence, elle se situe aux alentours de 30 - 35°C. Ces valeurs sont encore une fois purement indicatives et doivent être déterminée en fonction de l'enzyme utilisée.

Selon un mode de réalisation avantageux de l'invention, on effectue la mise en contact en présence d'un catalyseur supplémentaire. Dans le cas particulier de l'enzyme

E. Coli, ce catalyseur est du sulfate de magnésium. Ce catalyseur supplémentaire peut être introduit directement dans le réacteur ou bien encore, et de préférence, être ajouté à la solution de fumarate d'ammonium.

La quantité de ce catalyseur supplémentaire est en général inférieure à 0,01 mol/l.

De manière tout à fait avantageuse, la présente invention est mise en oeuvre en continu. La réaction selon l'invention permet d'atteindre des degrés de conversion aussi élevés que 99,99%, même si pour des questions de productivité, on préfère se limiter à un taux de conversion du fumarate d'ammonium de l'ordre de 99,5 %. Il est précisé qu'une telle limitation n'a rien à voir avec les performances du procédé mais est due à

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un compromis entre obtenir un taux le plus élevé possible et l'atteindre dans un temps rentable industriellement. En d'autres termes, le procédé selon l'invention permet d'obtenir des taux de conversion quasi totaux du fumarate mais ceci n'est pas véritablement justifié industriellement. On obtient donc en sortie du réacteur une solution d'aspartate d'ammonium présentant une concentration du même ordre de grandeur que celle du fumarate entrant.

On constate par ailleurs, que le pH de la solution en sortie n'a pratiquement pas évolué par rapport à celle alimentée au réacteur. Ceci est une illustration du fait que le procédé selon l'invention permet un très bon dégazage du milieu réactionnel.

L'acide L-aspartique est récupéré du milieu réactionnel par tout moyen connu.

Par exemple, selon une première variante, on peut mélanger la solution avec de l'acide sulfurique. Cette opération est effectuée de telle sorte que l'on se trouve au point isoélectrique de l'acide L-aspartique (environ 2,9). L'addition a lieu à une température comprise entre 90 et 95°C. On obtient alors une amorce de cristallisation de l'acide aspartique. La cristallisation est poursuivie classiquement dans un cristallisoir, en discontinu ou en continu. On sépare ensuite les cristaux obtenus.

Selon une autre variante, on peut traiter la solution d'aspartate d'ammonium avec une solution alcoolique d'acide fumarique. A ce sujet, on pourra se référer à la demande de brevet EP-A-678 499.

Selon une autre voie possible, on effectue la séparation de l'acide L-aspartique en ajoutant de l'acide fumarique dans des conditions telles que décrites dans la demande de brevet EP-A-588 674.

L'acide aspartique obtenu est un acide optiquement actif. Il trouve entre autres une application dans la synthèse de l'anhydride polyaspartique et des polyaspartates, composés utilisables notamment dans des compositions lessivielles.

Des exemples concrets mais non limitatifs de l'invention vont maintenant être présentés.

EXEMPLE 1

Cet exemple a pour but de préparer le catalyseur selon le procédé de l'invention.

1) fermentation On met en oeuvre une souche E.Coli (numéro ATCC 11303).

La fermentation a lieu en utilisant du glucose (50 g/l), de la farine de soja, de l'extrait de levure comme sources d'azote (4 g/l) et du sulfate de magnésium (0,25 g/l).

L'opération a lie sous air à un pH non contrôlé.

La température est de 28-32°C.

En fin de fermentation, le milieu de fermentation est centrifugé. On sépare un jus clair que l'on élimine. Le jus concentré (biomasse contenant l'enzyme) est mis en oeuvre pour préparer le catalyseur selon le procédé de l'invention.

2) Préparation du catalyseur

La biomasse concentrée obtenue précédemment est mise en oeuvre On utilise comme liant un prépolymère de polyazétidine (Polycup® 172).

Le support mis en oeuvre est une résine échangeuse d'ions Purolite® A501 P, conditionnée sous la forme CI ^" et ayant subi un lavage basique pour la mettre sous la forme ionique (OH ^" ). la quantité totale de liant, support et biomasse mise en oeuvre est de 1500 g, la quantité de matières sèches totale est de 349,6 g.

Les proportions respectives de support, liant et biomasse sont telles que les rapports R1 et R2, définis auparavant, sont compris entre 0,1 et 1.

On prépare une suspension aqueuse comprenant la biomasse et le liant que l'on dépose sur le support, sous une agitation faible pour ne pas endommager le support. On alimente ensuite l'appareil spin-flash avec le support ainsi imprégné. Les conditions sont les suivantes :

Température d'entrée d'air du séchage : 180°C Température de sortie d'air du séchage : 60°C en régime continu. Le poids de catalyseur récupéré est de 120 g, l'humidité résiduelle est de 22%.

Test du catalyseur :

On prend 1 à 3 g de catalyseur que l'on introduit dans une cellule agitée.

Celle-ci comprend 50 ml de fumarate d'ammonium (1 -2 M), à un pH ajusté à 8,5. Toutes les 5 minutes, 0,5 ml de solution sont prélevés dans la cellule. On porte la température à 90 à 100°C de manière à dénaturer l'enzyme qui s'y trouverait, et l'on dose la quantité de fumarate restant dans le milieu, par spectrophotométrie (280 nm).

La productivité correspond à la pente de courbe mesurant la disparition du fumarate d'ammonium, et est ramenée à son volume apparent.

Le catalyseur obtenu présente un productivité de 2,4 mol/h/l de catalyseur Il est à noter que cette productivité est comparable à celle d'un catalyseur obtenu par séchage classique (évaporateur rotatif à moins 37°C, et étuve sous vide à 30°C).

EXEMPLE 2

Performances du catalyseur obtenu par le procédé selon l'invention.

On introduit un volume de 10 à 15 ml de catalyseur dans une colonne en verre de

9,3 mm de diamètre, thermostatée à 30°C.

On alimente du fumarate d'ammonium à 1 ,5 mol/l, ayant un pH ajusté à 8,5. Dès la mise en régime permanent, des échantillons sont pris en sortie de la colonne, puis régulièrement toutes les 24 heures, et jusqu'à une durée totale de la réaction de 3000 heures, pour analyse directe par spectrophotométrie (280 nm).

Les résultats sont les suivants :

1 ) Lit fixe : La productivité est de 5 à 7 mol/ /lca _t a.

2) Lit fluidisé : La productivité est de 7 à 12 mol/h/lca _t a.

Il a été constaté par ailleurs que la conversion est très stable.