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Verfahren zur Gewinnung von Alkohol und Hefe.
Die Bestrebungen, Flüssigkeiten, welche bereits eine Gärung durchgemacht haben, z. B. Schlempen, zur Erzeugung von Hefe nach-dem Lüftungsverfahren zu verwenden, haben einen praktischen Erfolg mangels genügender Ausbeute und insbesonders mangels geeigneter Qualität der erzielbaren Hefe, nicht erzielen können.
Bei den diesbezüglichen Verfahrbn wurden nahezu ausschliesslich nur die organischen Säuren und die bei einer etwaigen Destillation neuerlich aufgeschlossenen Substanzen verwertet ; es wurde nun gefunden, dass die Gegenwart von Phosphaten oder geeigneten Phosphorverbindungen im allgemeinen, während der Verarbeitung des Zuckers von Gärflüssigkeitcn von grossem Einfluss auf die
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sich dieser Einfluss nicht nur während der Zuckerverarbeitungsperiode selbst äussert, sondern auch bestehen bleibt, nachdem der Zucker zur Gänze oder zum Grossteil verarbeitet ist.
Durch den Zusatz der angegebenen Stoffe vor der Zuckerverarbeitung ist man imstande, nach der Alkoholgärung verbleibende Schlempe für Hefezüchtung nach den Lüftungsverfahren derart zu verbessern, dass die Ausbeute eine wesentlich höhere wird.
Auf dieser Erkenntnis fusst das erfindungsgemässe Verfahren, das im Wesen darin besteht, einer Gärflüssigkeit vor oder noch während der Verarbeitung ihres Zuckers, Phosphate oder andere geeignete Phosphorverbindungen zuzusetzen, und nach gänzlicher oder teilweiser Umwandlung des Zuckers und Entfernung des gesamten oder eines Teiles des gebildeten Alkohols. die verbleibende Flüssigkeit nach dem Lüftungsverfahren auf Hefe zu verarbeiten.
Bei der Verarbeitung von Maisehen aus Kartoffel, Getreide oder ähnlichen bereits von Natur aus phosphorhältigen Stoffen zu Alkohol ist ein Zusatz von Phosphorverbindungen bisher nicht als erforderlich und wünschenswert erachtet worden, da der natürliche Gehalt an Phosphor für die Vergärung ausreichend ist. Für Maischen aus phosphorfreien oder phusphorarmen Stoffen, wie Melasse, Rohzucker u. dgl. ist es bei der Alkoholfabrikation zwecks Erzielung einer besseren Vergärung rätlich, Phosphorverbindungen im Ausmasse von etwa 0, 15-0, 3% insbesondere dann zuzusetzen, wenn auch zur Hefe-
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phosphat zu 100 kg Melasse bei der Hefebereitung.
Keinesfalls kann ein Zusatz von über 0. 5%, auf die Gesamtmenge der Melasse berechnet, als notwendig oder zweckmässig bezeichnet werden.
Es ist ferner ein Verfahren zur Alkoholerzeugung aus Melasse bekannt, bei welchem zur Säuerung der alkalischen Melassemaische Phosphorsäure verwendet wird, deren Menge die erwähnten sonst üblichen Quantitäten an Phosphorzusatz ohne Vernichtung der Wirtschaftlichkeit deshalb übersteigen kann,
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Phosphorsäure durch Kalk neutralisiert und wiedergewonnen wird. Diese zurückbleibende Flüssigkeit ist demzufolge wieder frei an Phosphorsäure und befindet sich in einer Zusammensetzung ähnlich jener, die bei der Gärführung nach den vorerwähnten bekannten Methoden besteht.
Gemäss der Erfindung werden Maischen aus Kartoffel, Getreide u. dgl. vor der Verarbeitung des Zuckers mit Phosphorverbindungen, insbesondere Phosphaten und Maisehen aus Melasse, Rohzucker und ähnlichen phosphorfreien oder phosphorarmen Materialien mit einem solchen Zusatz an genannten Stoffen versetzt, der die bei der Alkoholfabrikation notwendige Menge weitaus übersteigt und mindestens das Doppelte, vorzugsweise ein weitaus höheres Vielfaches derselben beträgt. Nach der Alkoholgewinnung wird die dabei zurückbleibende gänzlich oder teilweise von Alkohol befreite Flüssigkeit ohne Entfernung der Phosphorverbindung nach dem Lüftungsverfahren auf Hefe verarbeitet.
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Dieser Zusatz an Phosphorverbindungen, insbesondere Phosphaten zu Gärmedien, aus welchen sowohl Alkohol und Hefe gewonnen werden soll, u. zw. vor der Zuckerverarbsitung, hat die Wirkung', dass die verbleibende Flüssigkeit (Schlempe) bei ihrer Verarbeitung auf Hefe grössere Ausbeuten an dieser zu liefern vermag, als bei Verarbeitung ohne vorhergegangenem Zusatz von PhosphorverbindungeB zur Ausgangsflüssigkeit.
Bei der Verarbeitung solcher Flüssigkeiten auf Hefe, werden diesen zweckmässig Substanzen
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Die Hefeerzeugung in derartigen Flüssigkeiten wird vorzugsweise bis zur Maximalausbeute getrieben, also eine Forcierung durchgeführt und die dabei entstandene minderwertigere Hefe wird in ihrer Qualität aufgebessert, u. zw. durch Zugabe neuer Mengen von für die Hefe leicht assimilierbaren Substanzen zu dieser Flüssigkeit oder durch Einbringung der abgeschiedenen Hefe in eine andere, derartige licht assimilierbare Stoffe enthaltende Gärflüssigkeit, in welch letzterem Falle die bei der Hefeverbesserung zurückbleibende Flüssigkeit zur Hefezüehtung bei der forcierten Gärung mitverwendet werden kann.
Der gleichzeitige Zusatz von Phosphaten oder andern Phosphorverbindungen und von Ammoniakverbindungen oder Ammoniakabkömmlingen zu Gärflüssigkeiten, die nach den gebräuchlichen Methoden unmittelbar auf Hefe zu verarbeiten sind. ist bekannt ; ferner ist bekannt, dass die Beigabe von Phosphorverbindungen oder von Ammoniakverbindungen allein hiebei eine günstige Wirkung in nur geringem Masse ausübt. Diesen bekannten Verfahren gegenüber unterscheidet sich die vorliegende Erfindung
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vor der Alkoholerzeugung, nur eine Phosphorverbindung zugesetzt wird, welche die Wirkung hat, dass 1.
das Wachstum der Hefe während dieser Periode auf Kosten der Alkoholerzeugung nicht in dem Masse
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verbleibende Flüssigkeit (Sohlemps) bei ihrer Verarbeitung auf Hefe grössere Ausbeuten an dieser zu liefern vermag, als bei Verarbeitung ohne vorhergegangenem Zusatz von Phosphorverbindungen zur
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eine neuerliche Gärung in ein1r leicht assimilierbare Substanzen enthaltenden G1irfliissig'keit, die Qualität der erstmalig erhaltenen Hefe verbessert werden kann.
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eine Maische bereitet, 5 kg Superphosphat zugegeben und in der gebräuchlichen Weise gesäuert.
(Letzteres ist nicht unbedingt notwendig.) Um die Hefebildung während der Alkoholgärung hintanzuhalten, wird mit verhältnismässig grossen Konzentrationen, d. i. mindestens 15 Balling vergoren und nach 24 Stunden der gebildete Alkohol abdestilliert. Die Schlempe (240-400l) wird zweckmässig, aber nicht unbedingt notwendig, eine Stunde unter Druck gekocht und hierauf durch Absetzenlassen oder durch eine der ändern gebräuchlichen Methoden, geklärt.
Die resultierende klare Schlempe wird auf 1000 l verdünnt, mit 5 kg Hefe angestellt und nach den gebräuchlichen Methoden unter starker Lüftung auf Hefe verarbeitet.
Ein derartiges Verfahren liefert eine Alkoholausbeute, die etwa 80 kg Getreide entspricht und eine Hefeausbeute, die 40 kg Getreide entspricht.
Ausführungsbeispiel 2 : Bei Verwendung von Rohmaterialien, die verhältnismässig arm an
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Verarbeitung von 100 leg Reis, einschliesslich des zur Verzuckerung notwendigen Malzes auf Alkohol geschieht in derselben Weise wie bei Beispiel 1, jedoch wird die Gärzeit etwas kürzer gehalten, so dass nur etwa 70% des unter normalen Verhältnissen gebildeten Alkohols entstehen.
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Als stickstoffhältige Zusätze kommen selbstverständlich nicht nur solche in Betracht, die aus Pflanzensamen und ähnlichen Rohmaterialien tierischer oder pflanzlicher Herkunft gewonnen werden, sondern es kann der Zusatz an Stickstoff auch in Form von Chemikalien, wie Ammoniakverbindungen, Harnsäure, Kalkstickstoff u. dgl. erfolgen. Derartige Chemikalien werden vorteilhaft meist vor dem Kcehen der Schlempe zugesetzt.
Es kann selbstverständlich als Ausgangsmaterial nicht nur Getreide verwendet werden, sondern auch Melasse, Rohzucker u. dgl. Ebenso kommen als Zusätze nach der Sehlempeerzeugung und vor der Hefezüchtung nicht nur solche Substanzen in Betracht, die hauptsächlich als Stickstoffquellen ausgenutzt werden, sondern es können auch solche Zugaben gemacht werden, die bedeutende Mengen leicht verarbeitbarer Kohlenstoffquellen, wie Zucker u. dgl. enthalten.
Im allgemeinen kann gesagt werden,
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des Wertes, den die auf Alkohol verarbeiteten Rohmaterialien für Hefeerzeugung bei einer unmittelbaren Verarbeitung auf Hefe haben würden, für die nachträgliche Hefeerzeugung aufgespart werden, zuzüglich des Wertes, um den die Alkoholerzeugung vermindert wurde. Wenn also z. B. aus 100 kg Rohmaterial nur so viel Alkohol erzeugt wird, als 80 kg Rohmaterial entsprechen würde, so hat die resultierende Schlempe den gleichen Wert, als 35-70 kg frisches Rohmaterial.
Der Wert, den die Schlempe fiir die nachträgliche Hefeerzeugung hat, hängt hauptsächlich davon ab, wie dieselbe nachträglich auf Hefe verarbeitet wird. Während bei obigen Beispielen, wo das Hefewachstum mit Rücksicht auf die Qualität der zu erzeugenden Hefe nicht bis zum äussersten forciert werden kann, meist die niedrigeren Werte erhalten werden, werden bei Weiterverarbeitung der Schlempe auf Hefe, unter Forderung des Wachstums der Hefe und darauffolgender Verbesserung ihrer Qualität durch Ernährung der Hefe mit für sie leicht assimilierbaren Substanzen die höheren Werte erhalten. Eine derartige Ausführungsform zeigt das nachfolgende Beispiel 3.
100 kg Melasse werden nach Zusatz von 5 kg Superphosphat in der gebräuchlichen Weise auf Alkohol verarbeitet und der Alkohol abdestilliert. (In diesem Falle kann dib Alkoholerzeugung auch bis zum möglichsten Maximum getrieben werden, ohne das Resultat zu beeinträchtigen.) Die resultierende Schlempe wird nach einer etwaigen Klärung weiter auf Hefe verarbeitet. Es werden 100 kg Melasse mit
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Flüssigkeit liefern. 100 l hievon werden zu der Schlempe hinzugefügt und mit 5 kg Hefe angestellt auf 1800 verdünnt. Unter starkem Lüften wird das Heiewaehstum bis zum äussersten Maximum forciert, hierauf werden die restlichen 200 l geldärte Melasse zugesetzt und die Hefevermehrung neuerlich bis zum äussersten Maximum forciert.
Durch dieses Forcieren der Ausbeute ist die resultierende Hefe von minderer Qualität und muss
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Superphosphat, in gebräuchlicher Weise eine gesäuerte Maische bereitet, hieraus 500 1 Würze gewonnen und mit Hilfe dieser, die von der vorhergehenden Gärung herrührende separierte Hefe in ihrer Qualität verbessert. Die Hefe wird aus diesem Gärmedium entfernt, wenn die Alkoholbildung ihr Maximum erreicht hat. Die resultierende Hefe ist Verkaufshefe. Die verbleibende, teilweise vergorene Würze wird nicht weglaufen gelassen, sondern wird mit der von einer neuerlichen Melassealkoholerzeugung herrührenden vergorenen Würze gemeinsam abdestilliert, wobei die bei der Qualitätsaufbesserung nicht ausgenutzten Substanzen der nur teilweise zur Hefeaufbesserung ausgenutzten Getreidewürze, gelegentlich der forcierten Hefezüehtung verwertet werden.
Wie aus obigen Beispielen ersehen werden kann, lässt die gegenwärtige Erfindung sich auf die verschiedensten Weisen der Betriebsführung anwenden, wobei immer das charakteristische Moment bleibt, dass, wenn die Zugabe von Phosphaten oder andern Phosphorverbindungen von der Vergärung des Zuckers erfolgt, bei einer Verarbeitung von Substanzen in einer Gärung, in welcher das Hauptaugenmerk auf Alkoholerzeugung unter möglichster Zurückdrängung der gleichzeitigen Hefevermehrung gerichtet ist, hiebei eine Schlempe gewonnen wird, die einen bedeutend höheren Wert für eine nachträgliche Hefeerzeugung hat, als wenn dieser Zusatz von Phosphorverbindungen nicht erfolgt wäre.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Gewinnung von Alkohol und Hefe aus Getreidemaischen und sonstigen bereits phosphorhaltigen Gärflüssigkeiten dieser Art, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Verarbeitung ihres Zuckers Phosphorverbindungen, insbesondere Phosphate zugesetzt werden, der Zucker zur Gänze oder teilweise in Alkohol umgewandelt, der gesamte oder ein grosser Teil des Alkohols entfernt und die verbleibende Flüssigkeit mit oder ohne Zusatz weiterer Nährstoffe nach dem Lüftungsverfahren auf Hefe verarbeitet wird.