NOUVEAU PROCÉDÉ INDUSTRIEL DE FABRICATION DU VINAIGRE

J'ai eu l'honneur de faire connaître à l'Académie, dans une de ses séances du mois de février de cette année ("^), la faculté que possèdent les mycodermes, notamment la fleur du vin et la fleur du vinaigre, de servir de moyens de transport de l'oxygène de l'air sur une foule de substances organiques et de déterminer leur combustion avec une rapidité parfois surprenante.

L'étude de cette propriété des mycodermes m'a conduit à un procédé nouveau de fabrication du vinaigre, qui me paraît destiné à prendre place dans cette industrie (3).

1. COiiipies rendus de l'Académie des sciences, séance du 7 juillet 1862, LV, p. 28-32. Cette Note a été publiée en brochure sous le titre : Nouveau procédé industriel de fabrication du vinaigre. Paris, 1802, Mallet-Bachelicr, 7 p. in-4''. Nous avons signalé les variantes.

2. 11 s'agit de la Communication qui précède. (Xotes de VÉdition.)

8. Comme il arrive fréquemment que des principes scientifiques, livrés à la publicité par leurs auteurs, deviennent, entre les mains d'autrui, l'oljjet de brevets d'invention par l'addition de dispositifs d'appareil ou de modifications insignifiantes, j'ai pris antérieurement à ma Communication du mois de février, d'après l'avis de personnes autorisées, un brevet qui primerait tous ceux auxquels mon travail aurait pu donner lieu; et j'ajoute que je suis résolu dès aujourd'hui à laisser tomber ce brevet dans le domaine public. (Note de Pasteur qui ne figure pas dans les Comptes rendus de V Académie des sciences.)

Voici le texte du brevet :

« Brevet n» 50359, en date du 9 juillet 18(51. (Extrait des Brevets d'invention, année 18G1, LXXXI, classe XIV, fascicule 7, p. 3.)

A M. PASTEVR. pour la fabrication du vinaigre ou acide acétique au m.oyen des mucors et en particulier des mycoderma vini et mycodorma aceti.

J'ai reconnu que ces plantes étaient la cause de la fermentation acétique.

Le procédé consiste à faire développer ces plantes sur une grande surface, au moyen de liquides organiques propres à les nourrir, renfermant essentiellement des phosphates et des matières azotées, puis à les mettre au contact du liquide alcoolique que l'on veut acidifier, en présence de l'air atmosphérique.

Simplicité et rapidité d'exécution, qualité des produits, et application possible, très facile même, à l'alcool étendu d'eau, sont des avantages qui paraissent acquis à l'emploi de ce mode de fabrication.

CEr.TiFiCAT en date du 12 décembre 1801.

Ainsi que je l'ai annoncé dans le brevet que j'ai pris à la date du 9 juillet 1861, l'acétification des liquides alcooliques est pi-oduito par les espèces végétales du genre mycoderma.

Voici ce procédé, amené à un assez grand degré de simplicité et d'économie, à la suite de nombreuses expériences (') :

Je sème le iiiycoderina aceti, ou fleur du vinaigre, à la surface d'un liquide formé d'eau ordinaire contenant 2 pour 100 de son volume d'alcool et 1 pour 100 d'acide acétique provenant d'une opération précédente, et en outre quelques dix millièmes de phosphates alcalins et terreux, comme je le dirai tout à l'heure. La petite plante se développe et recouvre bientôt la surface du liquide sans qu'il v ait la moindre place vide. En même temps l'alcool s'acétifie. Dès que l'opération est bien en train, que la moitié, par exemple, de la quantité totale d'alcool employée k l'origine est transformée en acide acétique, on ajoute chaque jour de l'alcool par petites portions, ou du vin ou de la bière alcoolisés, jusqu'à ce que le liquide ait reçu assez d'alcool pour que le vinaigre marque le titre commercial désiré. Tant que la plante peut provoquer l'acétifîcation, on ajoute de l'alcool.

Lorsque son action commence à s'user, on laisse s'achever l'acétifîcation (le l'alcool qui reste encore dans le liquide. On soutire alors

notamment par le mycoderma aceti. Ces plantes ont la propriété de délerminer la combinaison de l'oxygène de l'air avec l'alcool.

EUes ont également la propriété de déterminer la comlnnaison de l'oxygène de l'air avec l'acide acétique et de transformer complètement cet acide en eau et en acide carljoniquc

Il résulte de là que tout le secret d'une bonne fabrication consiste :

1" A fournir à la plante des aliments;

2» A la placer dans les conditions où elle opère l'acètification de l'alcool, sans aller jusqu'à la combustion des éléments de l'acide acétique.

Les procédés d'acétiflcation par l'emploi des copeaux de hêtre reposent sur des idées théoriques entièrement erronées.

Il n'y a qu'une sorte de corps poreux qui aeètifle dans les divers procédés qu'utilise l'industrie : ce sont les plantes dont je parle.

Les copeaux ne font que servir de support à leur développement.

Ces faits, rigoureusement établis par des expériences très précises, m'ont conduit au l^rocédè suivant d'acétiflcation de l'alcool.

Le liquide alcoolique que l'on veut acétitier, formé, par exemple, de 1 partie d'un liquide fermenté quelconque, bière, cidre, jus de betterave, vin, etc., de 1 partie de vinaigre d'une opération précédente et de 3 parties d'alcool (flegmes quelconques), au titre voulu pour obtenir le titre désiré de l'acide acétique, le liquide alcoolique, dis-je, est placé dans des cuves de grandes dimensions très peu profondes, de 10 centimètres, plus ou moins.

A la surface du liquide on sème la plante et l'on recouvre la cuve avec un couvercle ordinaire ou avec une cuve pareille à 1^ précédente.

La plante se multiplie avec une rapidité extrême et provoque l'acètification comjilète du liquide.

Ce procédé permettra de livrer au prix de revient de 10 centimes le litre des acides acétiques à 7 ou 8 pour llK) d'acide; son application n'a pas de limites.

On pourrait dans l'espace de quelques jours, presque sans frais de main-d'œuvre ni d'installation, fabriquer des milliers d'hectolitres d'acide acétique de force quelconque et presque sans perte d'alcool.

La fabrication peut, sans aucun inconvénient, être arrêtée ou mise en train quand on veut. Il est également facile de la rendre continue. » (Note de l'Édition.)

1. Cette phrase ne ligure pas dans les Comptes rendus de l'Académie des sciences. (Note de l'Édition.)

ce dernier, puis on met à pari la plante, qui par lavage peut donner un liquide un peu acide et azoté capable de servir ultérieurement.

La cuve est alors mise de nouveau en travail. Je viens d'indiquer l'une des formes de la mise en travail d'une cuve. On peut la modifier de diverses manières (''.

Il est indispensable de ne pas laisser la plante manquer d'alcool, parce que sa faculté de transport de l'oxygène s'appliquerait alors, d'une part à l'acide acétique (|ui se transformerait en eau et en acide carbonique, de l'autre à des principes volatils, mal déterminés, dont la soustraction rend le vinaigre fade et privé d'arôme. En outre, la plante détournée de son habitude d'acétification n'y revient qu'avec ,une énergie beaucoup diminuée. Une autre précaution, non moins nécessaire, consiste à ne pas provoquer un trop grand développement de la plante; car son activité s'exalterait outre mesure, et l'acide acétique serait transformé partiellement en eau et en acide carbonique, lors même qu'il y aurait encore de l'alcool en dissolution dans le liquide.

Une cuve de 1 mètre carré de surface, renfermant 50 à 100 litres de liquide, fournit par jour l'équivalent de 5 à 6 litres de vinaigre. Un thermomètre donnant les dixièmes de degré, dont le réservoir plonge dans le liquide et dont la tige sort de la cuve par uu trou pratiqué au couvercle, permet de suivre avec facilité la marche de l'opération.

Je pense que [-) les meilleurs vases à employer sont des cuves de bois rondes ou carrées, peu profondes, analogues à celles qui servent dans les brasseries à refroidir la bière et munies de couvercles. Aux extrémités sont deux ouvertures de petites dimensions pour l'arrivée de l'air. Deux tubes de gutta-percha, fixés sur le fond de la cuve et percés latéralement de petits trous, servent à l'addition des liquides alcooliques sans c[u'il soit nécessaire de soulever les planches du couvercle ou de déranger le voile de la surface.

Les plus grandes cuves que la place dont je disposais m'ait permis d'utiliser avaient 1 mètre carré de surface et 20 centimètres de profondeur. J'ajoute que les avantages du procédé ont été d'autant plus sensibles que j'ai employé des vases de plus grandes dimensions et que j'ai opéré à une plus basse température.

J'ai dit que le liquide à la surface duquel je sème le mycoderme devait tenir des phosphates en dissolution. Ils sont indispensables. Ce sont les aliments minéraux de la plante. Bien plus, si au nombre de

1. Ces deux deniiùres phrases ne figurent pas dans les Cornptrs rendus de l'Académie des sciences.

•2. Ces trois mots ne ligurenl pas dans les Comptes rendus de l'Académie des sciences. {Notes de l'Édition.)

ces phosphates se trouve celui d'ammoniaque, la plante emprunte à la base de ce sel tout l'azote dont elle a besoin ; de telle sorte que l'on peut provoquer l'acétification complète d'un liquide alcoolique renfermant environ un dix millième de chacun des sels suivants : phosphates d'ammoniaque, de potasse, de magnésie, ces derniers étant dissous à la faveur d'une petite quantité d'acide acétique, lequel fournit en même temps que l'alcool tout le carbone nécessaire à la plante.

Cependant, afin d'avoir un développement un peu plus rapide et un état physique plus actif du mycoderme, il est bon d'ajouter au liquide à phosphates une petite quantité de matières albuminoïdes qui offrent l'azote et le carbone, et sans doute aussi une partie des phosphates, sous une forme plus assimilable. J'emploie à cet effet soit de l'eau d'orge, soit de la bière, soit de l'eau de levure, ou encore de l'eau de macération des radicelles d'orge germée... Le vin, le cidre, tous les liquides fermentes et même la plupart des jus naturels pourraient être utilisés. Mais afin que l'on comprenne bien le rôle de ces liquides organiques albumineux, et conijjien sont erronées les idées qui avaient cours dans la science sur la prétendue transformation en ferments des matières albuminoïdes par l'altération de ces dernières au contact de l'air, je répète que l'on peut facilement faire développer le luycodenna aceti^ et dans des conditions où il est capable d'acétifier de grandes quantités d'alcool, en lui fournissant uniquement, pour aliment azoté, de l'ammoniaque; pour aliment cai'boné, de l'acide acétique et de l'alcool; pour aliments minéraux, de l'acide phosphorique, uni aux principales bases alcalines et terreuses.

A la température de 15°, si la semence est Ijonne, il faut deux à trois jours au maximum pour que le mycoderme recouvre le liquide à la surface duquel il a été semé, quelles que soient les dimensions de la cuve. Par bonne semence, j'eptends une plante jeune, en voie de multiplication, qui se présente au microscope sous la forme de longs chapelets d'articles et non d'amas de granulations, comme cela a lieu quand elle est un peu ancienne et qu'elle a déjà servi pendant plusieurs jours d'agent de combustion. Pour ce qui est de la quantité de la semence, un petit vase de 1 décimètre de diamètre, renfermant 100 centimètres cubes de liquide et recouvert de la plante, suffit pour ensemencer une cuve de 1 mètre carré de surface. On trempe dans ce vase l'extrémité d'une baguette de verre. Le voile du mjcoderme s'y attache en partie, et loi-squ'on porte ensuite la baguette dans le liquide de la cuve, il s'en détache et reste à la surface du liquide à ensemencer. On répète cette manipulation tant qu'il y a une portion de voile à la surface du petit vase.

Dans une l'al^iique en travail, il y aurait toujours de la semence toute prête. Si l'on n'en a pas, il suffit d'abandonner au contact de Taii' un liquide alcoolique et acétique de la nature de ceux dont j'ai parlé, pour y voir apparaître le niycodernie dont il s'agit. Seulement, dans ce cas, il peut se faire que l'on soit obligé d'attendre plusieurs jours, et même plusieurs semaines, avant que l'air de l'atmosphère dépose le germe de la plante (•).

Quels sont les avantages de ce nouveau procédé d'acétifîcation ? Avant de les indiquer, je rappellerai qu'il existe aujourd'hui deux procédés industriels de fabrication du vinaigre. L'un, connu sous le nom de procédé d'Orléans, est surtout en usage dans le Loiret et dans la Meurthe. On ne peut l'appliquer qu'au vin. Dans des tonneaux de 200 litres environ de capacité, disposés par rangées horizontales, on place du vinaigre de bonne qualité, environ 100 litres par tonneau, et un dixième du volume en vin ordinaire de cjualité inférieure. Après six semaines ou deux mois d'attente, plus ou moins, on retire tous les huit ou dix jours 10 litres de vinaigre et on ajoute 10 litres de vin. Une fois en travail, chaque tonneau fournit donc environ 10 litres de vinaigre tous les huit jours. On ne touche d'ailleurs aux tonneaux que lorsqu'ils ont besoin de réparation.

Un autre procédé est connu sous le nom de procédé des copeaux de hêtre, ou procédé allemand. Le liquide que l'on veut acétifier tombe goutte a goutte par les extrémités de tuyaux de paille ou de ficelle sur des copeaux de bois de hêtre entassés dans de grands tonneaux. Les copeaux reposent sur un double fond placé vers la partie inférieure, où se rassemble le liquide, que l'on repasse à plusieurs reprises sur les copeaux. Des trous pratiqués dans les douves du tonneau permettent l'arrivée de l'air qui s'échappe par le haut après avoir passé dans les interstices des copeaux où il est en contact avec le liquide alcoolique descendant. Ce procédé est très expéditif, mais il ne peut s'appliquer au vin, ni à la bière en nature, et ses produits sont de qualité inférieure, surtout quand on les retire d'alcools mauvais goût. Le prix des vinaigres de vin est environ deux fois plus élevé que celui des vinaigres d'alcool, dénomination par laquelle on désigne ordinairement les vinaigres fabriqués par le procédé des copeaux. Ce procédé donne lieu en outre à des pertes considérables de matière première, parce que le liquide alcoolique très divisé est toujours soumis à un courant d'air échauifé par suite de l'acétification elle-même.

1. Ces trois derniers alinéas ne figurent pas dans les Comptes rendus de l'Académie des sciences. {Xote de l'Édition.)

"?Je ferai remai'quer| d'ailleurs que la supériorité des vinaigres d'Orléans ne tient pas uniquement, comme on serait porté à le croire, à ce qu'ils sont fabriqués avec du vin, mais surtout à leur mode même de fabrication qui conserve au vinaigre ses principes volatils indéterminés, d'odeur agréable, principes qu'enlèvent à peu près entièrement le courant d'air et l'élévation de la température dans la fabrication des vinaigres d'alcool. Grâce à ces principes, le vinaigre d'Orléans paraît plus fort à l'odorat et au goût que les vinaigres d'alcool, lors même que la proportion d'acide n'y est pas supérieure et quelquefois moindre.

On reproche donc surtout au procédé d'Orléans d'être lent et seulement applicable au vin. En outre, comme il est entièrement livré à la routine par l'insuffisance des progrès de la science en ce qui le concerne, tous les accidents de fal^rication sont préjudiciables, et l'on n'a pas de moyens sûrs d'y porter remède ou de les éviter. Enfin, quel que soit le prix du vin ou de l'alcool, il faut fabriquer. Un chômage total ou partiel d'une vinaigrerie dans le système d'Orléans est impossible. Mais la qualité des produits et l'application possible du procédé, exclusive même au vin, lui permet de lutter avec avantage avec le procédé des copeaux, qui ne peut être utilisé pour le vin et en général pour les liquides chargés [de principes all)uminoïdes, parce qu'il se formerait sans nul doute des quantités si abondantes de mère de vinaigre qu'il y aurait obstruction des interstices des copeaux, et, J'air ne pouvant plus circuler, l'acétilication s'arrêterait (').

Mais il est utile que j'entre encore dans quelques détails sur un inconvénient très singulier du procédé d'Orléans, qui a été tout à fait inaperçu jusqu'à présent. Cet inconvénient est dû, comme je vais l'expliquer, à la présence bien connue, dans les tonneaux de fabrication, des anguillules du vinaigre.

Tous les tonneaux, sans exception, dans le système de fabrication d'Orléans en sont remplis, et, comme on ne les enlève jamais que partiellement, puisque de 100 litres de vinaigre on ne retire que 10 litres tous les huit jours, en rajoutant 10 litres de vin, leur nombre est quelquefois prodigieux. Or, ces animaux ont besoin d'air pour vivre; d'autre part, mes expériences établissent que l'acétifîcation ne se produit qu'à la surface du liquide, dans un voile mince de mycoderma aceti qui se renouvelle sans cesse. Supposons ce voile bien formé et en travail d'acétification active, tout l'oxygène qui arrive à la surface du liquide est mis en œuvre par la plante qui n'en laisse pas

1. Cet alinéa ne figure pas dans les Voinptes rendus de V Académie des sciences. (Note de l'Édition.)

du tout aux anguillules. Celles-ci alors, se sentant privées de la possibilité de respirer, et guidées par un de ces instincts merveilleux dont tous les animaux nous offrent à des degrés divers de si curieux exemples, se réfugient sur les parois du tonneau où elles viennent former une couche humide, blanche, épaisse de plus d'un millimètre, haute de plusieurs centimètres, tout animée et grouillante. Là seulement ces petits êtres peuvent respirer. Mais on comprend bien que ces anguillules ne cèdent pas facilement la place au mycoderme. J'ai maintes fois assisté à la lutte qui s'établit entre elles et la plante. A mesure que celle-ci, suivant les lois de son développement, s'étale peu à |)eu à la surface, les anguillules réunies au-dessous d'elle, et souvent par paquets, s'efforcent de la faire tomber dans le liquide sous la forme de lambeaux chiffonnés. Dans cet état elle ne peut plus leur nuire, car j'ai montré qu'une fois que la plante est submergée, son action est nulle ou insensible. Je ne doute pas que presque toutes les maladies des tonneaux dans le procédé d'Orléans ne soient causées par les anguillules et que ce ne soient elles qui ralentissent et souvent arrêtent l'acétification.

Tout ceci posé, les avantages du procédé que j'ai l'honneur de communiquer à l'Académie peuvent être pressentis. J'opère dans des cuves munies de couvercles, à une ])asse température. Ce sont les conditions générales du procédé d'Orléans, mais je dirige à mon gré la faljrlcation. Il n'y a qu'une chose qui acétifie dans le procédé d'Orléans, c'est le voile de la surface. Or, je le fais développer dans des conditions que je détermine et dont je suis maître. Je n'ai pas d'anguillules, parce que, si elles prenaient naissance, elles n'auraient pas le lemps de se multiplier, puisque chaque cuve est renouvelée après que la plante a agi autant qu'elle peut le faire. Aussi l'acétification est-elle au moins trois à quatre fois plus rapide qu'à Orléans, toutes choses égales d'ailleurs.

Relativement au procédé des copeaux, les avantages sont, d'une part dans la conservation des principes qui donnent du montant au vinaigre, parce que l'acétification a lieu à une température basse, et d'autre [)art dans une grande diminution de la perte en alcool, parce que l'évaporation est très faible pour un liquide placé dans une cuve couverte. Enfin le nouveau procédé peut être applitjué à tous les liquides alcooliques et probablement avec autant de facilité dans une cuve de 10 mètres carrés de surface que dans une cuve de 1 mètre carré (').

Je n'ignore pas cependant que l'auteur d'un nouveau procédé

1. La fin de cette phrase, à pai-lir de « et ijrobablement... », ne figure pas dans les Comptes rendus de l'Académie des sciences. {Xote de l'Édition.)

industriel est toujours prompt à s'en exagérer l'importance, et je n'ai pas la prétention d'être à l'abri de ce préjugé. Je livre donc le résultat de mes études à la discussion et à l'expérience des personnes compétentes ou intéressées, sans y rechercher autre chose que le progrès de la science et de ses applications.

[QUELQUES RÉSULTATS NOUVEAUX RELATIFS AUX FERMENTATIONS ACÉTIQUE ET BUTYRIQUE (»)]

i° L'acide succiiiique paraîl, accompagner constamment l'acide acétique dans la transformation de l'alcool en acide acétique par l'oxygène de l'air sous l'influence du nnjcoderma accti.

La meilleure méthode à suivre pour constater l'existence de l'acide succinique consiste à faire développer le mycoderme à la surface de liquides alcooliques renfermant du phosphate d'ammoniaque et des phosphates alcalins et terreux dissous à la faveur de petites quantités d'acide acétique. M. Pasteur a reconnu que, dans ces conditions, la plante se développe très bien, empruntant son carbone à l'alcool ou à l'acide acétique, son azote à l'ammoniaque, ses matières minérales aux phosphates. L'alcool s'acétifie. On obtient de cette manière tous les produits de la fermentation acétique sans autre mélange que des phosphates faciles à éliminer après l'évaporation ménagée du licjuide acétique, lequel renferme constamment dans les expériences de M. Pasteur des proportions sensibles d'acide succinique, ainsi que d'autres substances encore indéterminées.

2" M. Pasteur annonce eu outre à la Société qu'ayant repris l'étude de la fermentation butyrique du lactate de chaux, il a constaté que l'équation de cette feinientation n'est pas aussi simple qu'on l'admet. Le rapport des volumes de l'acide carbonique et de l'hydrogène ne correspond pas a beaucoup près à l'équation

Ci2H'20i2 = ÇfiWO'* ^ CIO» 4- H4.

L'hydrogène est en défaut. Du reste, il y a variation des proportions de ces deux gaz, dans une même fermentation à des époques différentes, ou dans des fermentations distinctes.

Ce fait annonçait la formation de produits liydrogénés non encore aperçus. M. Pasteur a reconnu que ces produits, quelques-uns du moins, sont de la nature des alcools, et il croit pouvoir affirmer que l'alcool butylique est un produit ordinaire de la fermentation Inityrique.

Dans certains cas même, il se dégage de l'acide carbonique pur sans traces d'hydrogène ni d'un autre gaz quelconque.

Enfin, M. Pasteur ajoute que, dans ces derniers temps, il a confirmé par des preuves nouvelles la découverte qu'il a fait connaître l'an dernier

1. Bulletin de la Société chimique de Paris, séance du 9 mai 1863, p. 52-53. {Résumé.)

d'animalcules infusoires vivant sans gaz oxygène libre et déterminant la fermentation butyrique ('). Ces animalcules jouissent en outre de la faculté de se développer sans avoir à leur disposition d'autres aliments que des substances hydrocarbonées (au nombre desquelles il faut placer l'acide lacti([ue), de l'ammoniaque et des phosphates.

1. Voir p. 136-138 du tonn.' II des Œuvres de Pasteur : Animalcules infusoires vivant sans gaz oxygène libre et déterminant des fermentations. {\ote de l'Édition.)

MÉMOIRE SUR LA FERMENTATION ACÉTIQUE (i)