Comment le CO2 de fermentation est-il récupéré et réutilisé dans la production sans alcool ?
Le CO2 produit par la fermentation (1 mol glucose → 2 mol éthanol + 2 mol CO2) est récupéré en tête de cuve, purifié par piège à mousse + charbon actif + séchage, puis liquéfié sous pression pour stockage. Ce CO2 fermentaire récupéré est réinjecté pour la carbonatation du produit fini, remplaçant le CO2 industriel acheté. Une brasserie de 50 000 hL/an peut récupérer 50–70 % de ses besoins en CO2 par ce procédé.
Le processus de récupération démarre par la collecte en tête de cuve via un siphon hydraulique (garde eau) qui laisse sortir le CO2 produit tout en empêchant l'air de rentrer. Le gaz collecté contient 90–95 % de CO2 plus des impuretés : éthanol vapeur (1–5 %), sulfure d'hydrogène (H2S, odeur d'œuf), acétaldéhyde, et traces d'eau.
La purification se fait en trois étapes : (1) piège à mousse pour retenir les entraînements liquides, (2) lavage à l'eau pour éliminer l'éthanol soluble, (3) charbon actif pour adsorber les composés organiques résiduels (H2S, acétaldéhyde). Le CO2 purifié atteint 99,5–99,9 % de pureté. Un sécheur à tamis moléculaire (<3A) élimine l'humidité résiduelle avant liquéfaction.
La liquéfaction comprime le CO2 sous 60–80 bar à température ambiante (point de liquéfaction : −78 °C à pression atmosphérique, mais liquide sous pression à 20 °C à 57 bar). Stockage en réservoirs cryogéniques à −20 à −30 °C. La réinjection pour carbonatation se fait par évaporation contrôlée depuis ce stock.
Bénéfice environnemental réel mais relatif : le CO2 récupéré de fermentation est du CO2 biogénique (issu du sucre végétal, non du fossile) — il ne s'agit pas d'une capture carbone au sens strict car le sucre consommé a préalablement fixé ce CO2 atmosphérique. Le bilan net reste neutre en CO2, mais il évite l'achat de CO2 industriel issu de procédés fossiles.
- Pureté après collecte brute : 90–95 % CO2
- Impuretés principales : éthanol, H2S, acétaldéhyde
- Pureté après purification : 99,5–99,9 %
- Stockage : −20 à −30 °C sous 20–25 bar
- Taux de récupération : 50–70 % des besoins de carbonatation
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