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Gegenstand der Erfindung bildet ein neuartiges und besonders vorteilhaftes Verfahren zur Durchführung der Belüftung bei der Gewinnung von Hefe, insbesondere Backhefe, in zuckerhaltigen Nährlösungen, sowie eine besonders zweckentsprechende Vorrichtung zur Durchführung dieses erfindunggemässen Verfahrens.
Bei der technischen Herstellung von Hefe, insbesondere von Backhefe, ist es möglich, die Hefeausbeute innerhalb bestimmter Grenzen beliebig zu variieren. Ein einwandfreies Hefegewinnungsverfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass jeder Hefeausbeute eine ganz bestimmte Alkoholausbeute entspricht. Durch Festlegung der gewünschten Hefeausbeute wird daher auch ein ganz bestimmtes Verhältnis von Hefeund Alkoholanfall erzielt. Ausschlaggebend für die Höhe der Hefeausbeute hielt man bisher die im Verlaufe der Verhefung des zuckerhaltigen Substrates angewandte Luftmenge.
Es gibt Hefegewinnungsverfahren, welche die Gesamtluftgabe in gleichen Raten auf die Zulaufstunden verteilen. Diese stündlichen Luftraten werden auf Grund von Erfahrungen vergrössert, wenn die Hefeausbeuten zu niedrig liegen, dagegen werden sie verringert, wenn die Hefeausbeuten höher als gewünscht sind. Andere Verfahren sehen eine Staffelung der stündlichen Luftgabe vor. Der Grad einer solchen Staffelung kann entweder der Vermehrungskurve der Hefe oder aber auch der Dosierungskurve des Hauptrohstoffes, beispielsweise der Melasse, angepasst sein.
Die praktische Handhabung einer derartig gestaffelten Luftgabe erfolgt in der Weise, dass im Gärschema Vorschriften über die stündlichen Luftmengen gegeben werden, die man mittels eines Belüftungssystems mit oder ohne zusätzliche Bewegung in die Nährflüssigkeit einbläst.
In jedem Falle ist so die Luftgabe an ein bestimmtes Schema gebunden, das auf einer Summe von Erfahrungen aufgebaut worden ist. Dieses Schema für die Luftgabe setzt also einen normalen und durchschnittlichen Verlauf des Züchtungsprozesses voraus.
Die Luftmengen, die für die Neubildung von 1 kg Hefe mit 27% Trockensubstanz (= H27) benötigt werden, sind von Fall zu Fall recht verschieden, denn ihre Grösse hängt von einer ganzen Reihe von Faktoren ab. Die Kubikmeter Luft, die pro Kilogramm neugebildeter Hefe benötigt werden, nennt man den relativen Luftbedarf.
Der wesentlichste Faktor, der den relativen Luftbedarf-bei Anwendung der verschiedensten Hefegewinnungsverfahren-bestimmt, ist die Art und Dimensionierung der Belüftungseinrichtung. Auch spielt die Form des Verhefungsgefässes insofern eine Rolle, als durch einen hohen Flüssigkeitsstand eine verlängerte Verweilzeit der Luftblasen in der Flüssigkeit und damit eine bessere Ausnützung der Luft gegeben ist. Noch mehr als durch die Form des Gefässes wird die Wirksamkeit der Belüftung durch die Art des Belüftungssystems selbst beeinflusst, denn dieses ist entscheidend für die Grösse der Luftblasen und deren Verweilzeit in der Flüssigkeit.
Jede Hefefabrik muss Erfahrungen sammeln, bis sie den Einfluss derjenigen Faktoren, die durch die Belüftungseinrichtung gegeben sind, für die verschiedenen Phasen des Hefewachstums richtig einsetzen und berücksichtigen kann. Aber selbst die besten Erfahrungen nützen oft nichts, wenn man zu andern Nährstoffqualitäten oder zu andern Konzentrationen der Nährlösung übergehen muss, die eine von der üblichen abweichende Luftdosierung erfordern. Es bedarf dann oft vieler Betriebsversuche, bis endlich die richtige Luftdosierung gefunden ist. Darüber hinaus lassen sich verschiedene andere Faktoren aufzählen, die zum Teil völlig unvorhergesehen die Wirksamkeit einer Luftgabe ganz erheblich beeinflussen können.
Als Beispiel sei hier nur darauf hingewiesen, dass eine falsche Gärfettdosierung auf längere Zeit die Luftwirksamkeit auf etwa die Hälfte ihrer normalen Wirkung herabsetzen kann, was sich zweifellos auf die Hefeausbeute auswirkt.
Es ist allgemein bekannt, dass es für die Qualität der gezüchteten Hefe von grösster Wichtigkeit ist, dass diejenige Hefeausbeute erzielt wird, auf welche die Nährstoffgaben im voraus bilanziert sind. Eine Luftdosierung, d. h. die Einhaltung bestimmter Luftmengen für die Luftgaben, genügt nicht, um die notwendigen Voraussetzungen zu schaffen, die eine bestimmte Hefeausbeute unbedingt gewährleisten.
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In Erkenntnis dieser Sachlage ist daher in den letzten Jahrzehnten mehrfach versucht worden, Gärungs- und Wachstumsvorgänge bei Hefen durch automatische Bestimmung chemischer oder physikalischer
Grössen auszulösen bzw. zu steuern. So beschreibt die deutsche Patentschrift Nr. 739021 ein Verfahren zum Züchten von Mikroorganismen, bei dem die Dosierung der Luft- oder Nährstoffzufuhr in Abhängig- keit vom Kohlensäure-und Sauerstoffgehalt der Abluft bewirkt wird.
Auch die im Verlauf der Gärung entstehende Kohlensäuremenge ist als Arbsits-bzw. Impulsmittel für die Auslösung und Steuerung der den Gärvorgang beeinflussenden Faktoren vorgeschlagen worden (s. deutsche Patentschrift Nr. 965310).
Weiterhin hat man auch schon den Vorschlag gemacht (vgl. deutsche Patentschrift Nr.
917122), mit Hilfe von dem Gärtank zugeordneten Sendegeräten, welche eine Einstellung entsprechend den Gärungsveränder- lichen übermittelt erhalten und deren Sendewerte einem Mehrfachschreiber übermittelt werden, und von
Fernsteuersendegeräten, welche mit Empfängergeräten zum Verändern der Gärungsveränderlichen in
Verbindung stehen, die in einem Drucktank stattfindende Gärung von Weiss- oder Rotwein zu lenken, indem so neben dem Kohlensäuredruck auch die Maischetemperatur und die Öchsle-Grade ausgewertet werden.
Schliesslich wird in der österr. Patentschrift Nr. 208802 entsprechend der deutschen Patentschrift
Nr. 1080048 ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Regelung der Zufuhr von Nährlösung und Luft während des Hefewachstums in Back-, Nähr- oder Futterhefemaischen beschrieben, wobei das Verfahren darin besteht, dass die Luftzufuhr in Abhängigkeit des augenblicklichen Alkoholgehalts der Abgase erfolgt.
Während sich die vorerwähnten Verfahren fast ausschliesslich die Messung von ausserhalb der Nähr- lösungen erfassbaren Faktoren zunutze machen, gründet sich die vorliegende Erfindung gerade auf die kontinuierliche Bestimmung der wichtigsten und für den Züchtungserfolg entscheidenden Grössen in der
Nährlösung selbst.
Es wurde nämlich gefunden, dass sich alle diese mit der Belüftung zusammenhängenden
Unsicherheiten bei der Herstellung von Hefe, insbesondere Backhefe, in zuckerhaltigen Nährlösungen nach dem Belüftungsverfahren in ausserordentlich einfacher und sicherer Weise völlig beseitigen lassen, u. zw. erfindungsgemäss dadurch, dass der fortlaufend zu messende Gehalt der Nährflüssigkeit an gelöstem Sauerstoff durch eine entsprechende automatische Regelung der Luftzufuhr, zumindest abschnittweise, auf einem im Vorversuch ermittelten, der jeweils gewünschten Hefeausbeute entsprechenden Niveau gehalten wird. Durch eine solche kontinuierliche Messung und Regulierung des in der Nährlösung gelösten Sauerstoffs kann so eine sichere Dosierung der für das jeweilige Züchtungsverfahren notwendigen Luftmenge bewerkstelligt werden.
Jeder Ausbeutehöhe entspricht ein bestimmtes Sauerstoffniveau in der Nährlösung, das weder unternoch überschritten werden darf. Ist erst einmal in diesem Sinne die Sauerstoffkurve für ein bestimmtes Verfahren ermittelt, so kann die Luftmaschine im Rahmen des erfindungsgemässen Verfahrens automatisch oder von Hand so geregelt werden, dass jederzeit der zur Züchtung notwendige Sauerstoff zur Verfügung steht. Auch lässt sich auf diesem Wege eine Fehldosierung mit Sicherheit vermeiden.
Nach dem Verfahren der Erfindung ist es daher zukünftig nicht mehr notwendig, Luftmengen-Angaben in das Gärschema aufzunehmen, da diese praktisch durch die Sauerstoffniveaukurve ersetzt werden. An die Stelle der m3-Anzahl Luft tritt damit der einer bestimmten gelösten Sauerstoffmenge entsprechende Amperemeter-Wert.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemässen Verfahrens liegt in der Möglichkeit, dass mit der Sauerstoffmessanordnung das Verhefungssubstrat im Verhefungsgefäss an verschiedenen Stellen auf den vorbestimmten und einzuhaltenden 02-Gehalt geprüft werden kann, so dass sich klar erkennen lässt, ob in einem umschriebenen Bereich des Verhefungsgefässes etwa ein geringeres Sauerstoffniveau herrscht als in den übrigen Teilen. Durch solche Zonen der Sauerstoffarmut können Störungen des Züchtungsverlaufs verursacht werden, die durch das erfindungsgemässe Verfahren ebenfalls ausgeschaltet werden können. Dagegen gab es bisher keine Möglichkeit, solche Zonen zu erkennen.
Von ganz besonderer Wichtigkeit ist ferner noch ein weiterer Vorteil des erfindungsgemässen Verfahrens.
Durch die laufende Messung und Kontrolle der Menge des gelösten Sauerstoffs kann beispielsweise erkannt werden, wenn die Kapazität einer Belüftungsvorrichtung oder deren Anordnung für eine bestimmte Zulaufmenge nicht mehr ausreicht. Es zeigt sich dann ein Absinken der Stromkurve, das durch Erhöhung der Luftmenge nicht ausgeglichen werden kann. Es wird also rechtzeitig erkannt, dass der Sauerstoffverzehr grösser ist als die Säuerstoffzufuhr, die durch das Belüftungssystem maximal nachgeschoben werden kann.
Die Messung des in einem flüssigen Medium gelösten Sauerstoffs ist an sich bekannt ; es sind in der Literatur verschiedene Methoden vorgeschlagen worden, von denen allein die elektrometrische Messung an die bei kontinuierlichen biotechnischen Messungen gegebenen Verhältnisse angepasst werden kann.
Um die gestellte Aufgabe lösen zu können, war es daher noch notwendig, zahlreiche Faktoren, wie Konzentration der Nährlösungsbestandteile, pH-Bereich und Temperaturverlauf, so aufeinander abzustimmen, dass deren durch den Verhefungsprozess bedingten Veränderungen keine Verfälschung der Sauerstoffmessung verursachen.
Mit besonderem Vorteil wird nach obigem für die Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens eine Vorrichtung verwendet, welche mit einer aus Elektroden und Amperemeter bestehenden Messapparatur für die Bestimmung des Gehaltes der Nährflüssigkeit an gelöstem Sauerstoff ausgestattet ist, die ihrerseits mit dem Regelorgan für die Luftzufuhr derart gekuppelt ist, dass dasselbe ständig auf das jeweils gewünschte Sauerstoffniveau einspielt.
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Mit den vorstehend verwendeten Begriffen, wie"optimaleLuftmenge"und"Optimum derHefeausbeute", verbindet der Hefetechnologe fest umrissene Vorstellungen. Geht man grundsätzlich von den beiden Aus- beutetypen, dem spirituslosen und dem Hefe-Alkohol-Verfahren aus, so existiert für jede Ausbeutestufe und jedes Hefe-Alkohol-Verhältnis eine zur Erreichung des gewünschten Herstellungsziels notwendige "optimale Luftmenge". Darunter ist diejenige Luftmenge zu verstehen, die im Verein mit allen andern
Komponenten (wie mengenmässig und zeitlich abgestufte Nährstoffzufuhr, Temperatur, Einhaltung bestimmter pH-Werte usw. ) eine optimale Hefeausbeute ermöglicht.
Unter der optimalen Luftmenge wird aber nicht-wie nach bisheriger Gepflogenheit-eine Luftmenge in Kubikmeter pro Kilogramm neugebildeter Hefe oder pro Kubikmeter Gärflüssigkeit oder in einer ähnlichen Masszahl verstanden, sondern ausschliesslich die Luftmenge, die den für das betreffende Hefewachstum (Hefeausbeutehöhe) benötigten, in der Flüssigkeit gelösten Sauerstoff zu liefern vermag.
Die optimale Hefeausbeute wird einmal durch den für das jeweils angewandte Gärschema gültigen
Wirkungsgrad bestimmt, zum andern durch die vom Handelsprodukt geforderten Qualitätsnormen, wie
Haltbarkeit, Triebkraft, Farbe und Löslichkeit, die wiederum mit einer entsprechenden chemischen Zu- sammensetzung der Hefe kausal in Beziehung stehen. Durch diese Charakteristika ist die optimale Hefe- ausbeute deutlich von der maximal möglichen unterschieden, bei der trotz grösserer Ausbeute an Zell- substanz dem Handelsprodukt ein oder gar mehrere der Qualitätsmerkmale fehlen.
In Anbetracht der in den einzelnen Herstellungsbetrieben herrschenden Unterschiede hinsichtlich der apparativen Ausstattung sowie unter Berücksichtigung der recht erheblichen Schwankungen der Nährstoffqualitäten ist leicht einzusehen, dass die "optimale Hefeausbeute" eine betriebsabhängige, empirisch gefundene Grösse dar- stellt.
Was ihre Bestimmung in der Praxis anbetrifft, so sei bemerkt, dass jede Fabrik Erfahrung in der Hand- habung mehrerer bekannter Verfahren besitzt. Der sogenannte Vorversuch zur Festlegung des bei späteren
Züchtungen einzuhaltenden Sauerstoffniveaus besteht also darin, Sauerstoffkurven unter den Bedingungen aufzunehmen, die nach den Erfahrungen des Betriebes das gewünschte Herstellungsergebnis ermöglichen.
Die Beachtung des auf diese Weise festgelegten Sauerstoffniveaus kann und soll auch nicht den vernünftigen
Einsatz der zahlreichen, am Züchtungserfolg beteiligten Komponenten ersetzen, sondern dient einzig und allein der Sicherung des Gärablaufs. Darüber hinaus lässt ein Abweichen der Sauerstoffkurve von der ermittelten Norm sogleich auf die Einwirkung eines den Herstellungsprozess in unerwünschter Weise beeinflussenden Faktors schliessen, dem durch Änderung der Luftgabe begegnet werden kann. Hiedurch können Einbussen an Menge und/oder Qualität der Versandhefe vermieden werden, was mit keinem andern Verfahren auch nur annähernd möglich ist.
Man geht daher bei der Durchführung des eigentlichen grosstechnischen Verfahrens beispielsweise wie folgt vor : a) Bei Hefeerzeugungen nach dem spirituslosen Verfahren ist anzustreben, dass sich die Sauerstoffkurve in der Nähe der Sauerstoffsättigung bewegt. Wenn bei einer Elektrode beispielsweise mit 70 Mikroampere (Stromanzeige) die Sauerstoffsättigung erreicht ist, so soll das Sauerstoffniveau in keiner Phase der Gärung die Grenze von 55 Mikroampere unterschreiten. Die Kurve verläuft dann für eine gute Gärung im allgemeinen so, dass in den ersten 3 h die Sauerstoffelektrode einen Strom von etwa 65 Mikroampere liefert. Durch den weiteren erhöhten Melassezulauf ist es möglich, dass das Sauerstoffniveau auf 60 und in den Hauptstunden des Zulaufes vielleicht auf 55 Mikroampere heruntergedrückt wird.
Dies soll jedoch nur ein kurzfristiges Minimum der Sauerstoffkurve darstellen, so dass im letzten Drittel der Zulaufzeit das Sauerstoffniveau wieder ansteigt und sich gegen Ende der Gärung wieder langsam dem Ausgangswert von 65 Mikroampere nähert. Wenn das Sauerstoffniveau in der beschriebenen Weise eingehalten werden kann, so ist dies ein Zeichen dafür, dass eine günstige Melassestaffelung und eine günstige Luftdosierung vorliegen und bei Berücksichtigung aller andern Verfahrenskomponenten mit Sicherheit eine optimale Hefeausbeute erzielt wird.
Verläuft demgegenüber während der ganzen Zulaufzeit die Sauerstoffkurve nur in der Nähe der Sättigungsgrenze, also bei etwa 65 Mikroampere, so kann der Fall einer Überlüftung vorliegen und es muss durch Drosselung des Luftschiebers festgestellt werden, wie weit die Luft gedrosselt werden kann, bis die Sauerstoffkurve auf diese Massnahme anspricht. Also nur dadurch, dass man für das spirituslose Verfahren die Sauerstoffkurve in der Nähe der Sättigung und nicht bei der Sättigung hält, ist gewährleistet, dass eine optimale Belüftung bei richtigem Melassezulauf eingehalten wird, so dass weder Luftmangel noch Luftüberschuss das Verfahren stören können.
Zur messtechnischen Seite sei besonders darauf hingewiesen, dass die Stromwerte lediglich ein Beispiel darstellen, denn die Mikroampere-Werte hängen von der Grösse der jeweiligen Elektrodenoberfläche ab, verändern sich also von Elektrode zu Elektrode, weshalb der Sättigungswert für die zu verwendende Elektrode vor deren Benutzung bestimmt werden muss. b) Für das Hefe-Alkohol-Verfahren sei bei Verwendung der unter a) angegebenen Elektrode als Beispiel ein Verfahren gewählt, bei dem eine Ausbeute von etwa 45% H27 (abgepresste Hefe mit 27% Trockensubstanz) und etwa 16-17% r. A. (reiner Alkohol) erhalten wird.
Es soll angenommen werden, dass die betriebstechnische Durchmessung verschiedener Bottiche ergeben hat, dass diese Ausbeute dann erreicht wird, wenn sich im Bottich ein Durchschnittssauerstoffniveau einstellt, bei dem die Elektrode einen Strom von etwa 35 Mikroampere liefert. Verwendet man für die Durchführung des Verfahrens einen 10stündigen
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Zulauf, so ist es vorteilhaft, die Luft so einzustellen, dass das Sauerstoffniveau in der ersten Hälfte der Gärung bei 30-35 Mikroampere liegt (am bosten langsam ansteigend vom Beginn bis etwa zur Mitte des Zulaufes), in der zweiten Hälfte dagegen auf 40-45 Mikroampere ansteigt.
Selbst bei Änderung des Zulaufes im praktischen Rahmen oder beim Wechsel auf ein anderes Belüftungssystem wird die gewünschte Ausbeutehöhe von etwa 45% ha jedesmal wieder erreicht, wenn das Sauerstoffniveau in der eben beschriebenen Weise eingehalten wird.
Treten während der Gärung Abweichungen von dem vorgeplanten Sauerstoffniveau auf, so müssen diese Abweichungen durch entsprechende Massnahmen sofort korrigiert werden. Ein Absinken des Sauer- stoffniveaus kann beispielsweise durch eine Überdosierung des Schaumdämpfungsmittels eintreten. Dieser Verfahrensfehler kann nur dadurch ausgeglichen werden, dass man die Luftdosierung wesentlich steigert, bis der durch das Schaumdämpfungsmittel eintretende Fehler behoben ist und die Sauerstoffkurve wieder den vorgeschriebenen Wert erreicht hat. Es kann auch der Fall eintreten, dass eine Steigerung der Luftdosierung nicht ausreicht, um den Sauerstoffwert auf die gewünschte Höhe zu bringen. In diesem Fall liegt der Fehler fast immer in einer Überdosierung des Melassezulaufes.
Man muss den Melassezulauf drosseln, d. h. den Zulauf entsprechend verlängern oder anders staffeln. Der Sauerstoffwert ist somit nicht nur eine Masszahl für die richtige Belüftung, sondern vielmehr auch eine Masszahl für das Verhältnis von richtiger Belüftung zu richtigem Melassezulauf. Liegt das Sauerstoffniveau über dem vorgegebenen Wert, so ist selbstverständlich durch Verringerung der Luftzufuhr der gewünschte Wert leicht zu erreichen.
Die nachstehenden Beispiele 1 und 2 zeigen die technische Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens, das ohne Schwierigkeiten an die wechselnden Bedürfnisse einer Hefefabrik angepasst werden kann.
Beispiel l : Für die Verhefung wurde ein zylindrisches Gefäss mit 300 mm Durchmesser und 500 mm Höhe (Gesamtinhalt = 35 1) verwendet. Zur Belüftung wurde das bekannte Vogelbusch-System mit rotierendem Belüftungspropeller benutzt. Die Gesamtnährstoffmenge betrug 1 kg Melasse mit 50% Saccharose, 16, 5 g Diammonphosphat und 40, 65 g Stickstoffsalze mit etwa 21% Stickstoffgehalt. Als Stickstoffsalze dienten Ammoniumsulfat und Ammoniakwasser, die in äquivalenten Mengen jeweils so eingesetzt wurden, dass das beabsichtigte PH im Bereich von 4, 5-5, 6 eingehalten werden konnte. Dabei wird vorausgesetzt, dass die verwendete Melasse ausreichende Mengen Spurenelemente und Wuchsstoffe enthält und dass der Magnesiumbedarf der Hefe durch das Betriebswasser gedeckt wird.
Andernfalls müssen etwa fehlende Stoffe ergänzt werden. Als Stellhefe wurden 308, 5 g Backhefe (handelsübliche Ware) mit 27% Trokkensubstanz angewandt. Die Gesamtmenge des für die Verhefung benötigten Wassers wurde vorgelegt und betrug 17 1. Die Zufuhr der Nährstoffe erfolgte im Zulaufverfahren mit 10stündigem Zulauf, bei dem die stündlichen Melassegaben wie folgt gewählt wurden :
EMI4.1
<tb>
<tb> 1. <SEP> Zulaufstunde <SEP> 5% <SEP> der <SEP> Melassemenge
<tb> 2. <SEP> " <SEP> 5% <SEP> " <SEP> " <SEP>
<tb> 3-M <SEP> 8/0 <SEP> M <SEP>
<tb> 4. <SEP> " <SEP> 10% <SEP> " <SEP> " <SEP>
<tb> - <SEP> " <SEP> 10% <SEP> " <SEP> " <SEP>
<tb> 6. <SEP> " <SEP> 11% <SEP> " <SEP> " <SEP>
<tb> 7. <SEP> " <SEP> 14% <SEP> " <SEP> " <SEP>
<tb> 8. <SEP> " <SEP> 14% <SEP> " <SEP> " <SEP>
<tb> 9. <SEP> " <SEP> 13% <SEP> " <SEP> " <SEP>
<tb> 10. <SEP> " <SEP> 10% <SEP> " <SEP> " <SEP>
<tb>
Die Salzgaben richten sich bekanntlich nach den gegebenen Melassemengen und brauchen deshalb nicht gesondert aufgeführt zu werden.
Der Zulauf kann in Abhängigkeit von Wachstum, Qualität der Melasse usw. entsprechend der Sauerstoffkurve in seiner ratenmässigen Aufeinanderfolge varüert werden. Die Züchtungstemperatur betrug 300 C.
Es wurde eine Einstabmesskette aus Kunststoff nach den Vorschriften von Tödt, "Elektrochemische Sauerstoffmessungen", Verlag Walter de Gruyter & Co., Berlin, 1958) mit der Elektroden-Kombination Goldamalgam-Eisen verwendet. Das benutzte Messinstrument war ein normales Mikroamperemeter der Firma Gossen mit den drei Messbereichen : 0-20 ; 0-60 und 0-200 Mikroampere. Die Messkette wurde so in den Versuchsbottich gebracht, dass sie mit ihrer Spitze etwa 10 cm unterhalb der unteren Schaumgrenze in die Flüssigkeit hineinragte. Da die Stromanzeige von der Elektrodengrösse abhängt, muss der Sättigungsbereich durch Testmessungen auf dem Messinstrument festgelegt werden.
Im Diagramm b (s. Fig. 1) ist der Verlauf der Sauerstoffanzeige für den 10stündigen Zulauf und eine halbstündige Nachbelüftung dargestellt. Der Sättigungswert mit etwa 32 Mikroampere wurde nach einer Stunde erreicht und konnte trotz Luftsteigerung nicht auf seiner Höhe gehalten werden, da der Sauerstoffverzehr und die geringere Sauerstofflöslichkeit einer Sättigung entgegenwirken. Am Ende der Gärung betrug der Sättigungswert nur etwa 26 Mikroampere. Nach dieser Kurve wurde-unabhängig vom Luftmengenmesser-die Luftdosierung eingestellt, die im Diagramm a (s. Fig. 1) wiedergegeben ist.
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der Wirkungsgrad aus den Ausbeuteprozenten, die sich auf Melasse beziehen, nach folgender Formel errechnet : W = 1, 1 mal Prozent H27+3 mal Prozent Alkohol).
Aus dem Gesamtluftverbrauch und der geernteten Hefe errechnet sich ein relativer Luftverbrauch von 71 Luft/g H27 (neugebildet).
Die Hefe hatte eine sehr gute Haltbarkeit, sehr gute Triebkraft und gutes, normales Aussehen. Ihr
Rohproteingehalt betrug 43, 4% in T. S.
EMI5.2
:stoffergänzung ist bei dieser Ausbeutehöhe nicht erforderlich. Das vorgelegte Wasser betrug 17 l und die Stellhefemenge für dieses Beispiel 185, 2 g Backhefe mit 27% Trockensubstanz. Wegen der beabsichtigten niederen Hefeausbeute kam einer der bekannten 8stündigen Zuläufe mit den entsprechenden Salzdosierungen zur Anwendung.
Die Melasse wurde wie folgt dosiert :
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<tb>
<tb> 1. <SEP> Zulauf <SEP> stunde <SEP> 7, <SEP> 5% <SEP> der <SEP> Melassemenge
<tb> 9 <SEP> 1f) <SEP> o/ <SEP>
<tb> 2. <SEP> " <SEP> 10 <SEP> % <SEP> " <SEP> "
<tb> 3. <SEP> " <SEP> 13 <SEP> % <SEP> " <SEP> "
<tb> 4. <SEP> " <SEP> 14 <SEP> % <SEP> " <SEP> " <SEP>
<tb> 5. <SEP> 16,5% <SEP> " <SEP> "
<tb> 6. <SEP> " <SEP> 18 <SEP> % <SEP> " <SEP> " <SEP>
<tb> 7 <SEP> H <SEP> o/ <SEP>
<tb> 7. <SEP> " <SEP> 13 <SEP> % <SEP> " <SEP> " <SEP>
<tb> 8. <SEP> " <SEP> 8 <SEP> % <SEP> " <SEP> "
<tb>
Die Züchtungstemperatur betrug 300 C,
Das Diagramm der Fig. 2 zeigt mit seiner Kurve d den Verlauf der Sauerstoffmessungen in Mikroampere. Für diese Ausbeutehöhe ist ein Sauerstoffniveau zwischen 17, 5-15 Mikroampere einzuhalten.
Die Einhaltung dieses Niveaus machte in den ersten 3 Schwierigkeiten, weil der Sauerstoffverzehr sehr gering ist und andere störende Faktoren, wie Gärfettgaben usw., besonders stark sind. Nach der 3. Stunde war es möglich, durch allmählich gesteigerte Belüftung das Niveau einzuhalten. Die benötigte Luftmenge ergibt sich aus der Kurve c der Fig. 2. Auch hier war das eingehaltene PH 4, 5-5, 6.
An Ausbeute wurde 62, 3% HZ7 und 12, 2% Alkohol erzielt. Das ergibt einen Wirkungsgrad von 105, 1.
Die Qualität der Hefe entsprach der des Beispiels 1. Der Rohproteingehalt betrug 40, 2% in T. S.
Die Einhaltung des gewünschten Sauerstoffniveaus kann auch unter Verwendung einer bekannten Automatik erfolgen. Als Beispiel gelte das in Fig. 3 gegebene Schema. Den mit den Elektroden E gemessenen Sauerstoffwert zeigt das Amperemeter A an. Dieser wirkt über eine Regeleinrichtung R auf die Steuerung St der Luftpumpe L ein. Sinkt beispielsweise der Sauerstoffwert unter das gewünschte Niveau, so wird der Regler so beeinflusst, dass über die Steuerung die Luftpumpe so lange mehr Luft liefert, bis das gewünschte Sauerstoffniveau wieder erreicht ist. Steigt anderseits das Sauerstoffniveau zu hoch an, so wird die Luftmenge so lange vermindert, bis das gewünschte Sauerstoffniveau ebenfalls wieder erreicht ist. Auf diese Weise kann mit Hilfe der Automatik (Reglereinrichtung) über das Sauerstoffniveau die Ausbeutehöhe für Hefe genauestens eingehalten werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Durchführung der Belüftung bei der Gewinnung von Hefe, insbesondere Backhefe, aus zuckerhaltigen Nährlösungen, dadurch gekennzeichnet, dass der fortlaufend zu messende Gehalt der Nährflüssigkeit an gelöstem Sauerstoff durch eine entsprechende automatische Regelung der Luftzufuhr, zumindest abschnittweise, auf einem im Vorversuch ermittelten, der jeweils gewünschten Hefeausbeute entsprechenden Sauerstoffniveau gehalten wird.