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"Procédé de fermentation oyolique pour l'obtention de levure et dtalcool,",
La présente invention concerne un procédé de fermentation cyclique, c'est-é-dire à circulation, pour l'obtention de levure et d'alcool.'
Il est déoisif et constitutif d'invention pour le nouveau procédé que de la trempe contenant de la levure et de l'abool et exempte de substances nourricières (nutritives)-et de sucre, peut être enlevée continûment de la cuve.
Cette possibilité est obtenue dans le procédé de fermentation cyclique selon l'inven tion grace à ce que pendant la -durée d'un cycle les substances nourricières et la teneur en sucre, destinée à la fermentation, de la quantité de trempe qui coule dans l'unité de temps sont consommées par là levure et fermentées par celle-ci et 'que la trempe reste exempter de substances nourricières et de sucre pendant une fraction/la durée du cycle, jusqu'à la nouvelle adduction de substances nourricières, de sorte que, pendant cette fraction de temps de la trempe contenant de la levure et de l'alcool et exempte de substances nourricières et de sucre peut être enlevéé continûment de la ouve.
on obtient donc continûment, par seconde, le quantum d'ao- oroissement ou augmentation à partir d'un poids de levure res- tant constant..
Les particularités suivantes caractérisent le procédé :
1. adduction d'air constante
2. hauteur de remplissage constante
3. adduction dé matières nourricières constante
4. seule l'adduction de la quantité de solution nourricière doit être réglée.
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Le procédé constitue par conséquent un progrès technique particulièrement précieux et considérable pour la production de levure et d'alcool; il va être exposé plus en détail ciaprès .
Si d'un quantum de levure qui doit rester constante on veut obtenir sans perte et d'une façon continue l'augmentation dé poids de la levure et la quantité d'alcool produite par le quantum de levure, on doit remplir à cette fin les conditions suivantes :
1. ) La trempe enlevée par seconde de la cuve de fermentation pendant la durée de l'exploitation ne peut contenir aucune substance nourricière assimilable ni aucun sucre fermentescible.
La possibilité en est donnée par le procédé de fermentation cyclique. L'enlèvement de la trempe a lieu dans la fraction de la durée du cyole dans laquelle le quantum de trempe se trouvant dans le cycle en une seconde est exempt de substances nour- ricières et de sucre.
2. ) On enlève de ce quantum la partie qui contient l'aoorois. sement de la levure par seconde et la quantité d'alcool produite par seconde, uomme la hauteur de remplissage de la cuve doit rester constante, l'adduction de solution nourricière se produit dans une mesure égale à l'enlèvement de trempe contenant de la levure et de l'alcool.
3.) La quantité de trempe enlevée par seconde doit oontenir le nombre de cellules qui correspond au poids de l'accroissement; autrement, le poids de levure contenu dans la cuve, qui doit rester constant, change, si Q est le poids de la levure contenue dans la cuve, y le-poids d'une cellule de levhre, t la durée,d'un cycle exprimée en secondes, qs l'augmentation'de poids par seconde d'une/ce#ule, et n le nombre des cellules qui correspondent au quantum d'augmentation par seconde du poids total Q de la levure contenue dans la cuve de fermentation, le nombre des cellules qui s'écoulent par seconde avec la trempe pendant la durée t du cycle exprimée en secondes, s'exprime comme suit :
EMI2.1
Il = .
( 1 --- 3 -.-- ) . qs'
Il ressort de cette formule que le poids de levure qui s'évacue avec la trempe reste constant, puisque le nombre de cellules diminue et que le poids de chaque cellule augmente. pour la durée du chengement de génération, on a qst = 2.
Jusqu'au changement de génération, on enlève donc à la cuve de fermentation la moitié du nombre des cellules avec un poids double du poids initial. Au moment du changement de génération, les cellules restant dans la cuve de fermentation se divisent @
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et leur poids augmente de nouveau jusqu'à la division suivante, où il est devenu double de leur poids initial.
4.) ce phénomène se répète à chaque changement de généra- tion pendant toute la durée de fonctionnement de la cuve; la quantité de trempe qui s'évacue par seconde est donc si m est ' l'accroissement, n le nombre de cellules,Q le poids de levure constant et M le volume de la trempe dans la cuve de fermenta- tion m=1. M/n.y.Q=une constante.
On peut donc poser comme condition pour l'obtention régu- lière d'un poids de levure à partir d'un poids de levure restant oonstant, le théorème suivant :
La quantité de trempe enlevée de la cuve par seconde avec l'augmentation de poids par seconde de la levure totale est inversement proportionnelle au nombre des cellules contenues dans cette quantité de trempe.
5.) Comme m est Constant, l'adduction de substances nour- ricières par seconde reste également constante; seule la concen- tration de la solution de substances nourricières varie propor- tionnellement à ltaugmentation de poids des cellules.
6.) Si à côté de la levure on veut obtenir de l'alcool, la,concentration en alcool de la trempe augmente, pour une adduction de sucre uniforme, avec l'accroissement de la levure; la quantité d'aloool qui s'évacue par seconde avec la trempe reste constante, pour une formation d'alcool proportionnelle à l'augmentation de poids de la levure, la quantité de sucre amenée pour la fermentation est maintenue constante.
Si la concentration d'alcool doit rester constante dans la ouve de fermentation, la quantité de suore amenée par secon- de pour la fermentation est inversement proportionnelle à l'accroissement ou augmentation par seconde; dans ce cas, la quantité d'alcool obtenue'par seconde est proportionnelle à la quantité de trempe enlevée par seconde, Il est donc amené par uni- té de temps, pour la fermentation, une quantité de sucre inver- sement proportionnelle à l'augmentation de poids de la levure par unité de temps.
7. ) La concentration d'alcool désirée pour le trempe contenue dans la cuve "de fermentation est produite par une fermentation, dont la durée est donnée par la teneur en levure de la trempe et par la vitesse de fermentation de la trempe considérée.
Dans la réalisation pratique, le travail pour l'obtention continue de levure est opéré de façon telle que la trempe levu- rée qui s'évacue par unité de temps contient toujours le même poids de levure, c'est-é-dire que lorsque le poids de levure
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par unité de volume de trempe augmente, l'adduction de solution nourricière est, pour une adduction de substanoes nourricières constante, diminuée ou, lorsque le poids de levure diminue, augmentée.
Le procédé décrit plus haut peut aussi être conduit d'une autre façon, consistant en ce que pour une adduction uniforme de solution nourricière, donc aussi pour une évaouation constamment uniforme de la trempe, la trempe contenant de la levure et de l'alcool continue d'être traitée de telle manière que le poids de levure évacué en trop est reconduit à la cuve.
Dans ce cas, il faut séparer de la quantité de trempe qui s'évacue uniformément, la partie qui contient l'augmentation ou accroissement par unité de temps.
La différence antre cette partie et la quantité de trempe qui s'évacue par unité de temps est continûment ramenée dans la cuve, afin qu'à la fin du changement de génération, donc lors du doublement des cellules, le nombre de cellules initial oontenu dans la cuve, donc le poids de cellules initial,reste maintenu.
On enlève donc dans cette conduite du procédé, comme dans la conduite du procédé décrite antérieurement, l'accroissement constant de la levure de la cuve, car la quantité enlevée en trop est ramenée dans la cuve pendant le durée de chaque génération et cela, d'une manière pratique, par une pompe ou un autre dispositif réglé en conséquence, dont le débit pendant la durée d'une génération est inversement proportionnells à l'augmentation de volume et de poids de la cellule de levure.
Le nouveau procédé déoritoi-avant se déroule à course forcée et assure une obtention continue et constante de levure à partir d'un poids de levure qui reste constant. Il se distingue des autres procédés d'obtention de levure et d'alcool tant par sa simplicité et la simplicité de son contrôle que par son débit.
La circulation de la trempe dans la cuve de fermentation permet des concentrations de levure particulièrement hautes.
REVENDICATIONS.
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"Oyolic fermentation process for obtaining yeast and alcohol,",
The present invention relates to a cyclic, that is to say, circulation fermentation process for obtaining yeast and alcohol.
It is a decisive and constitutive invention for the new process that the mash containing yeast and abool and free from nourishing substances (nutrients) -and sugar, can be continuously removed from the tank.
This possibility is obtained in the cyclic fermentation process according to the invention thanks to the fact that during the duration of a cycle the nourishing substances and the sugar content, intended for the fermentation, of the quantity of mash flowing in the 'unit of time is consumed by the yeast and fermented by it and' the mash remains free of feeder substances and sugar for a fraction / the duration of the cycle, until the feeder substances are added again, so that , during this fraction of time the mash containing yeast and alcohol and free from nutrients and sugar can be continuously removed from the work.
one thus obtains continuously, per second, the quantity of aoroissement or increase starting from a weight of yeast remaining constant.
The following features characterize the process:
1. constant air supply
2.Constant filling height
3.Constant nutrient adduction
4. Only the adduction of the quantity of feeder solution needs to be adjusted.
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The process therefore constitutes a particularly valuable and considerable technical progress for the production of yeast and alcohol; it will be explained in more detail below.
If, from a quantity of yeast which must remain constant, it is desired to obtain without loss and in a continuous manner the increase in the weight of the yeast and the quantity of alcohol produced by the quantum of yeast, for this purpose the following conditions:
1.) The quench removed per second from the fermentation tank during the period of operation may not contain any assimilable nutrient substance or any fermentable sugar.
The possibility is given by the cyclic fermentation process. The quench removal takes place in the fraction of the cyole time in which the quench quantum in the cycle in one second is free of nutrients and sugar.
2.) We remove from this quantum the part which contains the aoorois. rate of yeast per second and the amount of alcohol produced per second, as the filling height of the tank must remain constant, the adduction of feed solution occurs in an equal measure to the removal of mash containing yeast and alcohol.
3.) The quantity of quench removed per second must contain the number of cells which corresponds to the weight of the increase; otherwise the weight of yeast in the tank, which must remain constant, changes, if Q is the weight of the yeast in the tank, y the weight of a yeast cell, t the duration, of a cycle expressed in seconds, qs the increase in weight per second of one, and n the number of cells which correspond to the quantum increase per second of the total weight Q of the yeast contained in the fermentation tank, the number of cells which flow per second with the quenching during the duration t of the cycle, expressed in seconds, is expressed as follows:
EMI2.1
He =.
(1 --- 3 -.--). qs'
It emerges from this formula that the weight of yeast which is evacuated with the quenching remains constant, since the number of cells decreases and the weight of each cell increases. for the duration of the generation change, we have qst = 2.
Until the change of generation, half the number of cells with a weight double the initial weight is therefore removed from the fermentation tank. At the time of the change of generation, the cells remaining in the fermentation tank divide @
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and their weight increases again until the next division, where it becomes double their original weight.
4.) this phenomenon is repeated at each change of generation throughout the operating time of the tank; the quantity of quench which is discharged per second is therefore if m is the increase, n the number of cells, Q the constant weight of yeast and M the volume of the quench in the fermentation tank m = 1. M / n.y.Q = a constant.
We can therefore set as a condition for obtaining a regular weight of yeast from a weight of yeast remaining constant, the following theorem:
The amount of quench removed from the tank per second with the increase in weight per second of the total yeast is inversely proportional to the number of cells contained in that amount of quench.
5.) Since m is Constant, the adduction of nutrients per second also remains constant; only the concentration of the nutrient solution varies in proportion to the increase in cell weight.
6.) If beside the yeast we want to obtain alcohol, the alcohol concentration of the mash increases, for a uniform sugar adduction, with the increase of the yeast; the quantity of alcohol which is evacuated per second with the steeping remains constant, for an alcohol formation proportional to the increase in weight of the yeast, the quantity of sugar supplied for the fermentation is kept constant.
If the alcohol concentration must remain constant in the fermentation process, the quantity of sugar supplied per second for fermentation is inversely proportional to the increase or increase per second; in this case, the quantity of alcohol obtained 'per second is proportional to the quantity of quench removed per second. It is therefore brought per unit of time, for fermentation, a quantity of sugar inversely proportional to the increase in yeast weight per unit time.
7.) The desired alcohol concentration for the mash contained in the "fermentation tank" is produced by a fermentation, the duration of which is given by the yeast content of the mash and by the fermentation speed of the mash considered.
In the practical embodiment, the work for the continuous obtaining of yeast is carried out in such a way that the yeast mash which is discharged per unit of time always contains the same weight of yeast, that is to say that when yeast weight
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per unit of steeping volume increases, the feeder solution adduction is, for a constant feeder substance adduction, decreased or, when the yeast weight decreases, increased.
The process described above can also be carried out in another way, consisting in that for a uniform adduction of feeder solution, therefore also for a constantly uniform evaouation of the mash, the mash containing yeast and alcohol continues to be treated in such a way that the excess weight of yeast discharged is returned to the tank.
In this case, it is necessary to separate from the quantity of quench which evacuates uniformly, the part which contains the increase or increase per unit of time.
The difference between this part and the quantity of quench which is discharged per unit of time is continuously returned to the tank, so that at the end of the change of generation, therefore during the doubling of the cells, the initial number of cells contained in the tank, therefore the initial cell weight, remains maintained.
In this process control, as in the process described above, the constant increase in the yeast in the tank is therefore removed, because the excess quantity removed is returned to the tank during the duration of each generation and that, d Conveniently, by a pump or other device adjusted accordingly, the flow rate of which over the period of a generation is inversely proportional to the increase in volume and weight of the yeast cell.
The new process deoritoi-avant takes place at a forced stroke and ensures a continuous and constant obtaining of yeast from a yeast weight which remains constant. It differs from other processes for obtaining yeast and alcohol both by its simplicity and the simplicity of its control and by its flow rate.
The circulation of the mash in the fermentation tank allows particularly high concentrations of yeast.
CLAIMS.
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