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Verfahren zur Reinigung von Melasse für die Zwecke der Spiritus-und Hefefabrikation.
Die bekannten Verfahren zur Vorbehandlung von Melasse für die Zwecke der Spiritus-und Presshefeerzeugung gehen ausschliesslich auf das Ziel aus, die Melasse so weit zu reinigen, dass die aus diesem Rohmaterial hergestellte Presshefe haltbar und hell gefärbt ist. Zu diesem Zweck wird die verdünnte Melasse entweder nur filtriert oder nach Zusatz der Nährsalze mit Schwefelsäure versetzt und erhitzt und nach dem Absitzen abgezogen oder filtriert. Um eine energische Reinigung zu erzielen, welche auch für Raffinerie-und Restmelassen und für Melassen überseeischer Herkunft geeignet ist, hat man auch
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mit solchen voluminösen Niederschlägen längere Zeit auf eine beträchtlich unter dem Siedepunkt liegende Temperatur zu erhitzen, um sie dann von dem Niederschlag in üblicher Weise zu trennen.
Auch das vorliegende Verfahren strebt eine weitgehende Reinigung der Melasse an, erreicht diese Absieht aber, ohne dass eine Erwärmung der Melasse notwendig wäre, und ist dabei gleichzeitig nach einem andern Ziel gerichtet, indem es nämlich nicht nur die für die Hefeerzeugung vorteilhaftesten Bedingungen zu schaffen anstrebt, sondern vornehmlich auch den Zweck verfolgt, schon im Erzeugungsprozess die für die Abwasserreinigung auf biologischem Wege günstigsten Verhältnisse hervorzubringen.
Die sehr schwer zu behandelnden Abwässer der Melassebrennereien und der Hefefabriken usw., welche Melasse als Hauptrohstoff verwenden, bestehen einerseits aus der vom Destillierapparat abfliessenden entgeisteten Würze, die alle Bestandteile der Melasse enthält, welche die Hefe im Produktionsprozess nicht zu assimilieren vermochte, und daneben die während der Gärung entstandenen Abbau-und Stoffwechselprodukte der Hefezellen, anderseits aus den Spülwässern, die weniger stark verunreinigt sind und hauptsächlich suspendierte Hefezellen enthalten.
Zu den Bestandteilen, welche den Betrieb mehr oder weniger unangegriffen passieren und daher in den Abwässern zur Gänze oder zu einem grossen Teil noch vorhanden sind, gehört vor allem das Betain (bzw. seine Abkömmlinge oder Umlagerungsprodukte), das gegen chemische Angriffe ungemein beständig ist und auch durch Kochen mit konzentrierter Schwefelsäure nicht verändert wird. Von diesem Begleitstoff wird nun die Melasselösung gemäss der vorliegenden Erfindung, bevor sie in den Fabrikationsgang eintritt, durch die Lebenstätigkeit von betainabbauenden Bakterien ganz oder teilweise befreit.
Hiezu geeignete Bakterien lassen sich z. B. in der folgenden Weise gewinnen : Aus faulenden organisehen Stoffen, besonders Runkelrüben oder Melasseabfällen abgeimpfte Bakterienarten werden auf einem Betain oder Betainchlorhydrat enthaltenden Substrat weitergezüchtet. Man kommt so beispielsweise zu einer Spezies eines anaëroben Bakteriums, das die Form feiner schmaler Stäbchen hat, die häufig sternförmig angeordnet sind, Sporen bilden und-mit Ausnahme der Form-der Heubazillen- gruppe nahezustehen scheinen. Dieser Betainabbau kann mit der üblichen Milchsäureerzeugung auf
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nachfolgen.
Durch die Einwirkung der betainabbauenden Bakterien wird der gesamte für die Hefe unver-
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menge genügt vollkommen, um den Stickstoffbedarf der Hefe zu decken, so dass ein Zusatz von Stickstoff in Form anorganischer Salze entbehrlich wird.
Um die Reinigung der Melasse zu vervollständigen, unterwirft man sie nach dem Dekantieren oder
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in günstigem Sinn zu beeinflussen. In der Melasse finden sich alle Alkaloide der Zuckerrübe vor, zu denen im weiteren Sinn auch das Betain gehört. Diese Alkaloide sind gegen chemische und biologische Einflüsse sehr widerstandsfähig und bleiben daher nicht nur bei der Zuckerfabrikation, sondern auch bei der Hefefabrikation unangegriffen, so dass sie unverändert in die Abwässer eingehen und dort Schwierigkeiten verursachen. Gemäss der Erfindung wird die Melasse von den in ihr nach der bakteriellen Vorbehandlung noch vorhandenen Alkaloiden von vornherein befreit. Zu diesem Zweck wird die Melasse zunächst mit einem Alkaloidfällungsmittel behandelt, z.
B. mit Gerbsäure, und hernach zum Zwecke der Entfernung der überschüssigen Gerbsäure mit Kalk versetzt. Daran schliesst sich vorteilhaft ein auf die Entfernung der Farbstoffe, insbesondere der Huminstoffe abzielender Teilprozess, welcher Zweck beispielsweise durch Zusatz von Aluminiumsulfat oder andern Aluminiumverbindungen und von OH-Ionen erreicht werden kann. Hierauf werden allenfalls durch Einbringung von Barium-Ionen die Sulfate und Karbonate aus- gefällt. Den Beschluss macht zweckmässigerweise, aber nicht notwendig der Zusatz von Wasserglas oder Phosphorsäure zur Entfernung von allenfalls vorhandenen überschüssigen Barium-und Aluminium- Ionen.
Es hängt von der Beschaffenheit der Melasse ab, ob an die bakterielle Vorbehandlung, welche durch den Abbau komplexer Verbindungen gleich zeitig leichtverdauliche Nährstoffe für die Hefe schafft, noch das chemische Reinigungsverfahren angeschlossen wird, bzw. ob alle oben erwähnten Teilvorgänge des chemischen Reinigungsprozesses notwendig sind oder nur einzelne dieser Vorgänge in entsprechender Kombination zur Anwendung kommen.
Zur Ausführung dieses Verfahrens werden beispielsweise 300 Teile Melasse mit 1000 Teilen Wasser verdünnt, mit Salzsäure neutralisiert und nach Beimpfung mit einer Reinkultur von Milchsäurebakterien und einer geeigneten Kultur betainabbauender Bakterien bei einer Temperatur von 20-45 C 8-10 Stunden sich selbst überlassen.
Die Lösung wird dann weiterhin mit Wasser stark verdünnt und gut gemischt, worauf drei Teile Tannin (oder eine entsprechende Menge eines andern gerbstoffhaltigen Stoffes) zugesetzt werden. Hierauf folgt der Zusatz von 5 Teilen Kalk, weiter unter ständigem Rühren von 1 Teil Aluminiumsulfat (oder einer äquivalenten Menge von Aluminium-Ionen in Form einer anderen Verbindung, dann von 2 Teilen Natronlauge (oder den äquivalenten Mengen von OH-Ionen in Form einer andern Verbindung), dann von 0 5 TeilenBariumehlorid (odereineäqu*alenteMengeBarium-Ion inForm einer andernVerbindung), hierauf von einem Teil Wasserglas oder Phosphorsäure zur restlosen Entfernung des überschüssigen Bariums. Das Ganze wird einige Minuten durchgemischt, dann eine Viertelstunde stehen gelassen und schliesslich über ein Filter gedrückt.
Die Filtration ist notwendig, weil die resultierenden Niederschläge sehr feinkörnig sind und Dekantation, wie sie bei voluminösen Niederschlägen mit Vorteil angewendet wird, hier untunlich ist. An Stelle des Bariumehlorids und des Aluminiumsulfats wird mit grossem Vorteil Bariumaluminat verwendet, weil dadurch einerseits Sulfat, anderseits Chlorid von der Melasse ferngehalten wird.
Es ist bereits vorgeschlagen worden, zur Gewinnung eines haltbaren, streufähigen, nicht hygroskopischen Düngemittels ein Gemenge von Torf und Melasseschlempe der Gärung mit Betain abbauenden Bakterien zu unterwerfen, bis die bakterielle Zersetzung der Stickstoffbasen beendet ist und diese zu nicht hygroskopischen Verbindungen abgebaut sind (D. R. P. Nr. 282532). Hiedurch ist das vorliegende Verfahren nicht nahegelegt worden ; vielmehr tritt sein fortschrittlicher Wert beim Vergleich mit diesem auf die Entfernung des Betains aus der Melasseschlempe abzielenden Vorschlag besonders klar hervor
PATENT-ANSPRÜCHE :
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Verfahren zur Reinigung von Melasse für die Zwecke der Spiritus-und Hefefabrikation, dadurch gekennzeichnet, dass das zu reinigende Gut durch die Lebenstätigkeit von betainabbauenden Bakterien vom Betain bzw. dessen Abkömmlingen und Umlagerungsprodukten ganz oder teilweise befreit wird, welche Behandlung mit derbaktertiellen Milchsäureerzeugungverbundene der gesondert vorgenommen wird.