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Mit Hilfe dieser Massnahmen kann die Gärung bei einer Wiederbelüftung der Anlaufmaische verhältnismässig rasch wieder in Gang gesetzt werden, weil die von einer Essigbakterienkultur erworbene Fähigkeit, bei hohen Gesamtkonzentrationen mit guter Produktivität Alkohol in Essig- säure zu oxydieren, auch bei niedriger Gesamtkonzentration länger erhalten bleibt, wenn die Ver- mehrungsgeschwindigkeit der Essigbakterien drastisch herabgesetzt wird. Die Vermehrungsrate der
Bakterienkultur kann nämlich durch das Abstellen der Belüftung im Zusammenwirken mit dem durch die Verdünnung erzielten Konzentrationssprung schlagartig so stark vermindert werden, dass während der Lagerung der Anlaufmaische bei Raumtemperatur und Luftzutritt zur ruhenden Oberfläche nur ein geringer Teil der Bakterienkultur an die niedrige Gesamtkonzentration adaptiert wird.
Auch nach einer Wiederbelüftung und einem Temperaturanstieg sind demnach noch genügend Bakterien vorhanden, die an die hohe Gesamtkonzentration vor der Verdünnung angepasst sind, so dass die höhere Vermehrungsgeschwindigkeit bei einer niedrigeren Gesamtkonzentration auch für die noch an die hohe Gesamtkonzentration gewöhnten Bakterien ausgenutzt werden kann. Voraussetzung ist allerdings, dass die Gärung nicht zu lange bei der niedrigen Gesamtkonzentration fortgesetzt wird.
Die Anlaufmaische muss folglich beim Wiederingangsetzen einer submersen Essiggärung wieder rasch auf die ursprüngliche, hohe Gesamtkonzentration gebracht werden. Dies wird noch sichergestellt, wenn die hiefür erforderliche Alkoholzugabe über die ersten Gärperioden nach der Wiederingangsetzung der Gärung verteilt wird. Spätestens nach der fünften Gärperiode sollte jedoch die ursprüngliche Gesamtkonzentration wieder erreicht sein.
Da der Alkoholgehalt der Anlaufmaische nicht unter eine bestimmte Grenze absinken soll, um eine entsprechende Vermehrungsgeschwindigkeit der Bakterien sicherzustellen, muss beim Abbrechen der Gärperiode im Substrat noch eine ausreichende Alkoholkonzentration vorhanden sein, damit auch nach der Verdünnung ein erwünschter Alkoholgehalt sichergestellt ist. Wird das gärende Substrat spätestens nach 8 h, vorzugsweise 2 bis 4 h nach beendetem Einstoss frischer Maische mit Wasser verdünnt, bis die Gesamtkonzentration 8 bis 12%, vorzugsweise 10 bis 11%, beträgt, so können diese Forderungen unter Berücksichtigung der erwünschten Konzentrationen der Anlaufmaische an Alkohol und Essigsäure einfach erfüllt werden.
Wie bereits ausgeführt wurde, hängt die von einer Essigbakterienkultur erworbene Fähigkeit, bei hohen Gesamtkonzentrationen mit guter Produktivität Alkohol in Essigsäure zu oxydieren, auch über eine Periode geringerer Gesamtkonzentration zu bewahren, von dem Umstand ab, wie rasch die Vermehrungsrate der Bakterienkultur herabgesetzt werden kann. Um die Gärung schnell unterbrechen zu können, sollte daher die Belüftung des gärenden Substrates spätestens am Ende der Wasserzugabe abgestellt werden. Ausserdem ist es günstig, wenn die Verdünnung des Substrates mit Wasser höchstens 1 h dauert. Wird zusätzlich das dem Substrat zuzumischende Wasser mit einer Temperatur zwischen 5 und 20 C zugegeben, so kann ohne besonderen Aufwand das Substrat bei der Unterbrechung der Gärung gekühlt werden.
Da die Anlaufmaische einen Gehalt von 6 bis 10 g/100 ml Essigsäure und 2 bis 4 Vol.-% Alkohol enthalten soll, ist es zweckmässig, das Substrat einer laufenden Gärung bis zu einem Essigsäuregehalt von 8, 5 bis 13 g/100 ml, vorzugsweise von 9, 5 bis 11, 5 g/100 ml zu vergären, bevor das Wasser zugegeben wird. Um eine weitergehende Anpassung der Essigbakterien an eine niedrigere Gesamtkonzentration zu vermeiden, wird nach der Belüftung der Anlaufmaische die Gesamtkonzentration am besten in der der Startperiode folgenden Gärperiode auf die ursprüngliche Gesamtkonzentration von über 12% erhöht. Da der Grossteil der Kultur noch an die hohe Gesamtkonzentration angepasst ist, kann auf ein ganz langsames, schrittweises Hochstellen verzichtet werden.
Besonders vorteilhafte Verhältnisse werden erreicht, wenn die Anlaufmaische 2 bis 4 Vol.-% Alkohol enthält und wenn die Erhöhung der Gesamtkonzentration durch Alkoholzugabe nach Wiederbeginn der Gärung mit einer solchen Geschwindigkeit erfolgt, dass der Alkoholgehalt im gärenden Substrat während der Alkoholzugabe zwischen 2 bis 4 Vol.-%, vorzugsweise zwischen 2 und 3 Vol.-% gehalten wird.
Der Alkohol kann dabei rein oder verdünnt zugemischt werden.
Da es nach dem Wiederbeginn der Gärung auf ein rasches Erreichen der ursprünglichen Gesamtkonzentration ankommt, um die Anpassung der Essigbakterien an eine niedrigere Gesamtkonzentration zu unterbinden, werden besonders vorteilhafte Verhältnisse geschaffen, wenn die Gesamtkonzentration der Anlaufmaische bereits in der der Anlaufperiode folgenden Gärperiode auf den Wert vor der Verdünnung gebracht wird.
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Es ist unerheblich, ob die Verdünnung in einem Gärbehälter erfolgt, oder ob nur ein Teil des gärenden Substrates aus dem Gärbehälter entfernt und unmittelbar anschliessend ausserhalb des Gärbehälters verdünnt wird. Vor einer Wiederbelüftung der verdünnten Anlaufmaische sollten zweckmässigerweise Nährstoffe in einer Menge von 1 bis 2 g/l zugesetzt werden.
Durch die Ausnutzung der erhöhten Vermehrungsrate bei einer niedrigeren Gesamtkonzentration gelingt es mit Hilfe des erfindungsgemässen Verfahrens, den Zeitraum vom Wiederbeginn der Belüftung bis zum Wiedereinsetzen der Gärung auf etwa 3 Tage zu senken, was eine erhebliche Zeitund Energieeinsparung bedeutet. Die Gärung kann nach der der Anlaufperiode folgenden Gärperiode sofort in normaler Weise hochprozentig fortgesetzt werden.
Beispiel : In einem Fermenter mit 24000 l Gärvolumen, 30 C Gärtemperatur und 100 m3/h Luftzufuhr läuft folgende Spritessiggärung ab :
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<tb>
<tb> Zeit <SEP> Essigsäure <SEP> Alkohol <SEP> Ges. <SEP> Konz. <SEP> Gärleistung
<tb> g/100 <SEP> ml <SEP> Vol.-% <SEP> % <SEP> g/100 <SEP> ml, <SEP> h
<tb> 0 <SEP> h <SEP> 10, <SEP> 60 <SEP> 3, <SEP> 37 <SEP> 13, <SEP> 97 <SEP>
<tb> 6 <SEP> h <SEP> 11, <SEP> 80 <SEP> 0, <SEP> 20 <SEP>
<tb> 15 <SEP> h <SEP> 13, <SEP> 70 <SEP> 0, <SEP> 25 <SEP> 13, <SEP> 95 <SEP> 0, <SEP> 21 <SEP>
<tb> Ausstoss <SEP> von <SEP> 7500 <SEP> l <SEP> Essig <SEP> und <SEP> sofort <SEP> anschliessender <SEP> Zustoss <SEP> von <SEP> 7500 <SEP> l <SEP> Maische
<tb> mit <SEP> 1 <SEP> g/100 <SEP> ml <SEP> Essigsäure, <SEP> 13,
<SEP> 60 <SEP> Vol.-% <SEP>
<tb> Alkohol <SEP> und <SEP> 1, <SEP> 5 <SEP> kg/1000 <SEP> 1 <SEP> Nährstoff
<tb> 18 <SEP> h <SEP> Ende <SEP> Maischezustoss
<tb> 19 <SEP> h <SEP> 10, <SEP> 33 <SEP> 3, <SEP> 82 <SEP> 14, <SEP> 15 <SEP>
<tb> 21 <SEP> h <SEP> 10, <SEP> 63 <SEP> 3, <SEP> 50 <SEP> 14, <SEP> 13 <SEP>
<tb> Ausstoss <SEP> 7000 <SEP> l <SEP> zur <SEP> anderweitigen <SEP> Verwendung
<tb> 21 <SEP> h <SEP> 30 <SEP> Zustoss <SEP> von <SEP> 7000 <SEP> l <SEP> Wasser
<tb> 22 <SEP> h <SEP> Ende <SEP> Wasserzustoss, <SEP> Abstellen <SEP> der <SEP> Belüftung
<tb>
Die Anlaufmaische verbleibt 30 Tage im Fermenter. Sie weist dann eine Temperatur von 13 C auf.
Zum Wiederanfahren werden 8000 l dieser Anlaufmaische aus dem Fermenter entfernt und in einem andern Behälter für eine spätere Gärung weiter gelagert. Zu den im Fermenter verbleibenden
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<tb>
<tb>
Zeit <SEP> Essigsäure <SEP> Alkohol <SEP> Ges. <SEP> Konz. <SEP> Gärleistung <SEP>
<tb> g/100 <SEP> ml <SEP> Vol.-% <SEP> % <SEP> g/100 <SEP> ml, <SEP> h
<tb> 0 <SEP> h <SEP> Beginn <SEP> der <SEP> Belüftung <SEP> mit <SEP> 10 <SEP> m/h
<tb> 1 <SEP> h <SEP> 7, <SEP> 70 <SEP> 2, <SEP> 25 <SEP> 9, <SEP> 95 <SEP>
<tb> 70 <SEP> h <SEP> 7, <SEP> 75 <SEP> Erhöhung <SEP> der <SEP> Luft <SEP> auf <SEP> 100 <SEP> ms/h
<tb> 94 <SEP> h <SEP> 8, <SEP> 50 <SEP>
<tb> 98 <SEP> h <SEP> 9, <SEP> 20 <SEP> 0, <SEP> 50 <SEP> 9, <SEP> 70 <SEP> 0, <SEP> 175 <SEP>
<tb> Beginn <SEP> Zustoss <SEP> von <SEP> 6000 <SEP> l <SEP> Spritmaische
<tb> mit <SEP> 1 <SEP> g/100 <SEP> ml <SEP> Essigsäure <SEP> und <SEP> 14 <SEP> Vol.-%
<tb> Alkohol <SEP> mit <SEP> 1, <SEP> 5 <SEP> kg <SEP> Bakteriennährstoff/1000 <SEP> 1.
<tb>
99 <SEP> h <SEP> Ende <SEP> Maischezustoss
<tb>
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<tb>
<tb> Zeit <SEP> Essigsäure <SEP> Alkohol <SEP> Ges. <SEP> Konz. <SEP> Gärleistung <SEP>
<tb> g/100 <SEP> ml <SEP> Vol.-% <SEP> % <SEP> g/100 <SEP> ml, <SEP> h
<tb> 100h <SEP> 7, <SEP> 28 <SEP> 3, <SEP> 80 <SEP> 11, <SEP> 08 <SEP>
<tb> 106 <SEP> h <SEP> 8, <SEP> 43 <SEP> Zugabe <SEP> von <SEP> 3 <SEP> kg <SEP> Bakteriennährstoff <SEP> und
<tb> Beginn <SEP> Zustoss <SEP> von <SEP> 2000 <SEP> l
<tb> Maische <SEP> mit <SEP> 2, <SEP> 40 <SEP> g/100 <SEP> ml <SEP> Essigsäure
<tb> und <SEP> 40, <SEP> 5 <SEP> Vol.-% <SEP> Alkohol
<tb> 118 <SEP> h <SEP> Ende <SEP> Maischezustoss
<tb> 119 <SEP> h <SEP> 10, <SEP> 65 <SEP> 3, <SEP> 05 <SEP> 13, <SEP> 70 <SEP>
<tb> 131 <SEP> h <SEP> 13, <SEP> 10 <SEP> 0, <SEP> 60 <SEP> 13, <SEP> 70 <SEP> 0, <SEP> 20 <SEP>
<tb> 133 <SEP> h <SEP> 13,
<SEP> 53 <SEP> Ausstoss <SEP> von <SEP> 7500 <SEP> l <SEP> Essig <SEP> und <SEP> sofort <SEP> anschliessender <SEP> Zustoss <SEP> von <SEP> 7500 <SEP> l <SEP> Maische
<tb> mit <SEP> 1 <SEP> g/100 <SEP> ml <SEP> Essigsäure, <SEP> 14 <SEP> Vol.-%
<tb> Alkohol <SEP> mit <SEP> 1, <SEP> 5 <SEP> kg <SEP> Bakteriennährstoff/1000 <SEP> 1.
<tb>
136 <SEP> h <SEP> Ende <SEP> Maischezustoss
<tb> 137 <SEP> h <SEP> 10, <SEP> 23 <SEP> 3, <SEP> 87 <SEP> 14, <SEP> 10 <SEP>
<tb> 149 <SEP> h <SEP> 12, <SEP> 55 <SEP> 1, <SEP> 45 <SEP> 14, <SEP> 00 <SEP> 0, <SEP> 19 <SEP>
<tb> 155 <SEP> h <SEP> 13, <SEP> 81 <SEP> 0, <SEP> 19 <SEP> Beginn <SEP> Ausstoss <SEP> 0, <SEP> 21 <SEP>
<tb>
Das Beispiel zeigt, dass eine gemäss der Erfindung gestartete submerse Essiggärung etwa binnen 3 Tagen in Gang kommt und dass es damit möglich ist, sofort wieder eine hochprozentige
Gärung durchzuführen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Unterbrechung und Wiederingangsetzung einer submersen Essiggärung zur Gewinnung von Essig mit mehr als 12 g/100 ml Essigsäure, bei der in aufeinanderfolgenden Gärperioden jeweils ein Teil des Fertigessigs aus dem Gärbehälter ausgestossen und durch frische Maische ersetzt wird, wobei lagerfähige Anlaufmaische aus dem gärenden Substrat durch Abstellen der Belüftung hergestellt wird und diese Anlaufmaische zur Einleitung eines neuen Gärperiodenzyklus wieder belüftet wird, dadurch gekennzeichnet, dass zur Herstellung der Anlaufmaische das Substrat spätestens unmittelbar nach der Abstellung der Belüftung mit Wasser verdünnt wird.
und dass die dadurch herabgesetzte Gesamtkonzentration der Anlaufmaische nach Wiederbeginn der Gärung innerhalb der ersten fünf Gärperioden des neuen Zyklus durch Zugabe von Alkohol wieder auf den Wert vor der Verdünnung erhöht wird.