AT124078B

AT124078B - Verfahren zur Herstellung von Butanol und Aceton durch Gärung.

Info

Publication number: AT124078B
Authority: AT
Inventors: Stefan Bakonyi
Original assignee: Deutsche Hydrierwerke Ag
Priority date: 1928-10-22
Filing date: 1929-02-04
Publication date: 1931-08-10
Also published as: FR669650A

Description


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Bakterien der   Amylobactergruppe   (Brit. P. Nr. 164023). 



   Es ist nun gelungen, eine Bakteriengruppe zu gewinnen, die von allen oben genannten oder ander- weitig beschriebenen Arten sowohl morphologisch, als auch   biochemisch, insbesondere bezuglich   ihrer
Leistungsfähigkeit streng unterscheidbar ist und die zur Darstellung von Butanol und Aceton vorteilhafter als andere Arten zu verwenden ist. Diese Bakteriengruppe, die nachfolgend als Butylobacter- gruppe bezeichnet wird, lässt sich in folgender Weise charakterisieren. 
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 unter normalen Umständen weder Ketten noch Fäden. Sehr   charakteristisch   ist die Gramfärbung; wenn   @ eine 5%ige Getreidesuppe mit Sporen beimpft   wird, färben sieh die jungen Zellen anfangs gram-positiv   (blau).

   Nach   24 Stunden beginnen sie jedoch allmählich rotviolett zu werden, werden von Stunde zu 
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 1-3 Stunden bei, nehmen dann aber wieder rotviolette Farbe an, um nach 48 Stunden wiederum einwandfrei gram-positiv (blau) zu sein. 



   Die Sporenbildung tritt bereits nach   24   Stunden ein. Die Sporen liegen exzentrisch und sind von zylindrischer Gestalt, etwa   l Mikron lang   und   #-# Mikrom im Durchmesser.   



   Sehr charakteristisch ist des weiteren die Gärleistung in konzentrierten Maischen. Die bisher 
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 beute von 40-43% der vorhandenen Stärke vergären, ergibt also bei einer etwa doppelt so hohen Konzentration eine um rund 33% höhere Ausbeute. Die doppelte Konzentration bedingt, dass zur Herstellung von Butanol und Aceton durch Gärung mit   Butylobaeter   nur die Hälfte an Dampf-und Energieverbrauch notwendig sind. In Anbetracht der höheren Ausbeute erhöht   Butylobaeter   die Wirtschaftlichkeit des Betriebes auf etwa das Doppelte. 



   Ein weiterer Charakterzug der   Butylobaetergruppe   ist die Anpassungsfähigkeit an die jeweils zur Vergärung bestimmten Rohstoffe. Eine von Mais gewonnene Abart   (Butylobaeter   Zeae, Bakonyi) beispielsweise zeigt nach 4-5 Überimpfungen auf eine konzentrierte Kartoffelsuppe in Intervallen von je 24 Stunden, reichliche Sporenbildung und   ebenso gute Gärkraft wie in Maissuppen. Auch   in schwer vergärbaren Rohstoffen, z. B. in verdünnter Zuckerrohrmelasse (black strap) zeigt sich ohne Nährzusätze nach vier   Uberimpfungen   bereits eine starke   Gärung und üppige Sporenbildung.   



   Die Gewinnung des Butylobacters kann nach allgemein üblichem Verfahren erfolgen, für deren 
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   möglich,   da die Sporen des Butylobacters gegen Erhitzung äusserst empfindlich sind,   um   vieles empfindlicher jedenfalls als die Sporen aller bisher bekannten Arten. Eine   Erhitzung auf 100@,   wie   sie Weixmann   vorschreibt, wirkt äusserst ungünstig, meist sterben die Sporen ab und, wenn abgegangen, zeigen sie eine 
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   Angärung.   Der mikroskopische Ausstrich zeigt infolge des Butanolzusatzes ein ziemlich einfaches Bild. 



   1. Plumpe Stäbchen, d. s. verschiedene   Streptostäbehen,   Buttersäurebakterien, aber   keine Heu-   baxillen, keine Mitglieder der Mazeransgruppe,
2. feine   Stäbchen   (Bytulobacter) ;
3. verschiedene Kokken. 



   Sind die feinen   Stäbchen   bereits in überwiegender Menge vorhanden, so kann man sofort versuchen, die verschiedenen Arten mit der üblichen Agarplattenmethode zu trennen, andernfalls wird die Kultur 
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 standsfähigen Arten rasch   zurückgedrängt   werden. Auf Platten wächst Butylobaeter nur unter Luftabschluss (anaerob) und kann infolge folgender morphologischer Merkmale von anderen Arten leicht 
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1. Die vegetativen Zellen sind bedeutend kürzer und schlanker als alle übrigen bisher   bekannten   Butanol-Aeetonbakterien. Sie bilden keine Ketten und zeigen die   erwähnte, sehr charakteristische     Gramfärbung   (positiv, dann negativ, dann wieder positiv). 



   2. Die Sporen gehören ebenfalls zu den kleinsten von Butanol-Aeetonbakterien jeweils gebildeten, sie sind zylindrisch, wogegen die Sporen der übrigen Arten oval geformt sind. 
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  Bacillus <SEP> Bacillus <SEP> Bacillus <SEP> Bac. <SEP> Aceto- <SEP> Clostridium <SEP> ButyloWeizmann <SEP> Buty <SEP> B. <SEP> F. <SEP> Butylaceti- <SEP> butylicum <SEP> Butyr. <SEP> bacter
<tb> cum <SEP> Pike-Smyth.
<tb> 



  Autor......... <SEP> Weizmann <SEP> Boinot <SEP> Freiberg <SEP> Horton <SEP> Pike-Smyth <SEP> Bakonyi
<tb> Patent........ <SEP> D. <SEP> R. <SEP> P. <SEP> D. <SEP> R. <SEP> P. <SEP> A. <SEP> P. <SEP> A. <SEP> P. <SEP> A. <SEP> R.
<tb> 



  445982 <SEP> 372762 <SEP> 1537597 <SEP> 1427595 <SEP> 1655435
<tb> Zellen........ <SEP> 3-3#x <SEP> 3-5x <SEP> 3-4x <SEP> 2-4x <SEP> 3-10x <SEP> 2-3x
<tb> 0.3-0.6u <SEP> 0.4u <SEP> 0.4-0.6u <SEP> 1-2u <SEP> 0.75-1u <SEP> 0.25-9.3u
<tb> Sporen........ <SEP> 2.2x <SEP> 1-1.2x <SEP> 2.2x <SEP> 1.6x <SEP> 2, <SEP> 2.5x <SEP> 1x
<tb> 1.2u <SEP> 0.5,u <SEP> 1.2u <SEP> 1.2u <SEP> 1u <SEP> 0.5-0.7u
<tb> Zellenform..... <SEP> abger. <SEP> eckig <SEP> abger. <SEP> abger. <SEP> abger. <SEP> abger.
<tb> 



  Kettenbildung.. <SEP> vorh. <SEP> vorh. <SEP> vorh. <SEP> vorh. <SEP> vorh. <SEP> keine
<tb> Sporenform.... <SEP> oval <SEP> zylindr. <SEP> oval <SEP> oval <SEP> oval <SEP> zylindr.
<tb> 



  Sporenanzahl.. <SEP> 1 <SEP> 1-2 <SEP> 1 <SEP> 1 <SEP> 1 <SEP> 1
<tb> pos., <SEP> dann
<tb> pos., <SEP> dann
<tb> Gramfärbung.. <SEP> pos. <SEP> pos. <SEP> pos. <SEP> pos. <SEP> negativ <SEP> neg., <SEP> dann
<tb> wieder <SEP> pos.
<tb> 
 

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   Die Herstellung von Butanol und Aceton durch Gärung mittels Butylobacter geschieht in der folgenden Weise :   10. 000 leg gemahlener Mais   werden unter Zusatz einer etwa dreifachen Wassermenge 1-2 Stunden lang bei 2 Atm. gekocht, in einen   Gärbottich   ausgeblasen und auf etwa 80.000   f   verdünnt. Nach Ab-   kühlung   auf etwa   370 wird   die erhaltene Maissuppe mit einer   Laboratoriumkultur   oder mit einer grösseren Vorgärung beimpft. Im letzteren Falle setzt die Gärung sofort ein und ist nach 30-40 Stunden vollständig beendet. Die Reingewinnung der gebildeten   Gärungsprodukte   (Butanol und Aceton) geschieht dann durch Destillation. Die Ausbeute beträgt 2500-2700 kg. 



   In gleicher Weise lassen sich alle anderen Getreidearten, Kartoffeln, Melasse u. dgl., verarbeiten.
Bei Verwendung von Melasse als Gärgut genügt eine halbstündige Vorerhitzung der Melassesuppe auf 100 , um auch hier eine in jeder Weise befriedigende Gärung in oben beschriebener Weise zu erzielen.

Claims

PATENT-ANSPRUCH : Verfahren zur Herstellung von Butanol und Aceton durch Vergärung von stärke-oder zucker- haltigen Rohstoffen, dadurch gekennzeichnet, dass man die Bakterien der Gruppe Butylobacter als Gärungserreger verwendet.