Verfahren zur Herstellung von Hefe. Bei der Herstellung von Hefe haben frü her nur sehr wertvolle Rohmaterialien, zum Beispiel Getreide, Verwendung gefunden. Man hat vorgeschlagen, das Getreide ganz oder teilweise durch billigere Rohmaterialien, zum Beispiel Kartoffeln, Mais, Tapioka, Melasse, Ablaugen der Sulfitzellulosefabri ken usw., zu ersetzen, und zwar mit solchem Erfolg, dass nunmehr reine Getreidehefe selten mehr hergestellt wird. Die Versuche, die ge nannten Ablaugen auszunutzen, hatten keine befriedigenden Resultate ergeben.
Die vorliegende Erfindung bezieht sieh auf ein Verfahren zur Herstellung von Hefe, wobei als Würze Sulfitablauge verwendet wird. Gemäss der Erfindung wird der Sulfit- abläuge ein Stoff zugesetzt, der imstande ist, auf in der Sulfitablauge vorhandene Säure neutralisierend zu wirken, und zwar in sol cher Menge, dass die Sulfitablauge auf eine zur Gärurig geeignete Reaktion gebracht wird, worauf man die so erhaltene Würze mit Hefe anstellt, vergären lässt und die Hefe abtrennt und presst.
Da eine sich in voller Lebenstätigkeit befindende Zelle grösseres Vermögen hat, aus der verhältnismässig ungünstigen Nährflüs sigkeit, wie zum Beispiel Sulfitablauge, Nährstoffe zu assimilieren, als eine sich in Ruhe befindende Zelle, die in der ungünsti gen Nährflüssigkeit auch ihre Lebenstätig keit beginnen soll, wird zweckmässig die Stellhefe in einer Würze einer für die Ver mehrung der Hefe günstigeren Zusammen setzung als zum Beispiel Sulfitablauge zur Sprossung gebracht, worauf die Hauptgärung beispielsweise mit Sulfitablauge derart aus geführt werden kann,
.dass kein oder nur eine geringe Menge Alkohol gebildet wird.
Gemäss einer zweckmässigen Ausführungs form des Verfahrens verfährt man in folgen- cler Weise: <I>Die</I> Reinigung <I>der</I> Sulfitablazcge: Die Sulfitablauge, die ausser einem Ge halt an Zucker von etwa 2,5 % auch etwa 12 % anderer organischer Substanz, haupt sächlich kolloidaler Natur, sowie zurück- gebliebenes Schwefeldioxyd enthält, muss zu erst von allem Schwefeldioxyd befreit wer den.
Der Ablauge wird deshalb ein oder mehrere Stoffe zugesetzt, die imstande sind, auf die Säure in der Lauge neutralisierend zu wirken, und zwar in solcher Menge, dass die Ablauge auf eine zur Gärung geeignete Reaktion gebracht wird. Dabei kann die Menge dieses Stoffes bezw. dieser Stoffe so bemessen werden, dass die Ablauge noch chwach sauer reagiert oder vollständig neu tralisiert wird oder auch eine basische Re aktion erhält. Diese Neutralisation kann mit Hydroxyden oder Karbonaten der Alkali- oder Erdalkalimetalle ausgeführt werden.
Es hat sich indessen herausgestellt, dass aus einer in dieser Weise neutralisierten und dann filtrierten oder dekantierten Lauge oft und insbesondere bei Erhitzung derselben, sich ein feiner Schlamm von Gips absetzt. Dies hat Nachteile zur Folge, da der Gips in die hergestellte Hefe gelangen kann. Der ge nannte Nachteil kann dadurch beseitigt wer den, dass die Neutralisation der Lauge mit einem in feinverteiltem Zustand sich befin denden Stoff vorgenommen wird, der im stande ist, auf die Säure der Lauge neutrali sierend zu wirken.
Hierdurch wird nämlich nicht nur das Neutralisationsmaterial besser ausgenutzt, sondern man erreicht gleichzei tig eine zusätzliche Wirkung, indem in der Lauge hauptsächlich in kolloider Form be findliche Verunreinigungen auf rein mecha nischem Weg mitgerissen werden, wenn der bei der Neutralisation gebildete Niederschlag sich absetzt. Die Lauge wird hierdurch ohne weitere Massnahme klar und gibt eine vor zügliche Hefe.
Ein solches Material, das mit besonders gutem Erfolg angewandt wird, ist zu Pulver gemahlener Kalkstein. Dieser Stoff wird sich mit in der Lauge vorhandener schwefli ger Säure und löslichem Calciumbisulfit zu unlöslichem, neutralem Calciumsulfit umset zen, das bei seinem Absetzen die genannten kolloidalen und andern Verunreinigungen mit sich reisst, so dass die Lauge vollständig klar wird. Ein anderes Material, das mit gutem Er folg verwendet werden kann, ist der Kalk enthaltende Kaustisierschlamm von Sulfat zellulosefabriken.
Besonders wenn die Hefe fabrik in der Nähe einer Sulfatzellulose fabrik liegt, ist die Verwendung dieses Ha- terials vorteilhaft, da es in den meisten Fäl len ohne irgend welche Kosten erhalten wer den kann.
Die Neutralisation kann bei 90' C, aber am vorteilhaftesten unter Koehung ausge führt werden, wobei der Gips in solchem Grad ausfällt, dass die in der Lauge zurückgeblie bene Gipsmenge während der Weiterbehand lung der Lauge keine Schwierigkeiten mit sich bringt.
Die Lauge kann auch nach der Neutrali sation erwärmt werden, so dass durch diese Erwärmung ausfallbare Stoffe ausgefällt werden.
Nachdem nach der Neutralisation der Neutralisationsschlamm abgetrennt worden ist, ist die Länge für Weiterbehandlung ge eignet. Gegebenenfalls werden der Lauge Nährmittel hinzugesetzt, ehe der gebildete Niederschlag sich absetzt. Es ist auch zweck mässig, die Ablauge einer Lüftung auszu setzen, und zwar entweder vor oder nach dem Dekantieren, so dass bei der folgenden Lüf tung im Hefebottich keine Ausfällungen aus der Lauge entstehen und flüchtige Veruu- reinigmngen, sowie auch solche Stoffe ent fernt werden, die bei der Einwirkung der Hefepilze.
sowie anderer Mikroorganismen während der Vermehrung der Hefe sonst aus gefällt und die Qualität der Hefe beeintrei,.h- tigen -würden. Ist diese Lösung vollständig klar, kann sie unmittelbar zur Hefe-rzeu- gung verwendet werden, wobei der Lösung geeignete Nährstoffe.
zum Beispiel Ammo- niumsulfat. Superphosphat, Eisenvitriol, Alaun usw., zugesetzt werden und man die Lösung sauer oder basisch macht. je nach der zu verwendenden Betriebsmethode, und dann gemäss einem bekannten Verfahren vergären lässt. Im allgemeinen ist jedoch eine weitere Reinigung der Lauge notwendig, um sie als Ausgangsmaterial für Hefefabrikation ge- eignet zu machen. Diese weitere Reinigung kann in verschiedener Weise ausgeführt werden.
Die dekantierte Lösung kann durch ein Sieb und ein darauf angebrachtes Filtermate rial geführt werden. Als Filtermaterial kön nen dabei Malzkeime verwendet werden, wo bei die Lauge von den Malzkeimen Nähr stoffe auslöst und durch ihr Filtrieren durch die Malzkeime vollständig klar wird.
Die dekantierte Lösung kann auch, ehe man dieselbe vergären lässt, mit einem Fäll mittel versetzt werden, das dazu geeignet ist, ein Schnellfiltrieren zu ermöglichen, und zwar zum Beispiel mit einem leicht hydroly- sierbaren Salz, wie Aluminiumsulfat, wo nach die Flüssigkeit durch ein Schnellfilter geführt wird, zum Beispiel von derselben Art wie bei der Reinigung von Trinkwasser zur Verwendung gelangt. Auch diese Me thode führt zu einer klaren Lösung.
Ein anderes Verfahren, die dekantierte Lösung, ehe man sie vergären lässt, zu rei nigen, besteht darin, dass die Lösung durch ein oxydierendes oder reduzierendes Bleich mittel gebleicht wird, und zwar entweder durch ein alkalisches oder saures Bleichmit tel, zum Beispiel sogenanntes Blankit. Man hat gute Ergebnisse bei der Verwendung eines kräftigen Bleichmittels, wie Chlorkalk, er halten, in welchem Falle man indessen dafür Sorge tragen muss, dass alles Chlor nach dem Bleichen aus der Flüssigkeit entfernt wird, ehe man dieselbe vergären lässt.
Zwei oder 'mehrere der obengenannten Verfahren zur weiteren Behandlung der Sul fitablauge können neben oder nacheinander in verschiedenen Kombinationen verwendet werden.
Die Gärung Die Gärung wird nach bekannten Metho den unter kräftiger Lüftung ausgeführt. Hierbei kann auch das bekannte Zulaufver- fahren Verwendung finden, das heisst die Gärung wird mit nur einem Teil der Würze und der für die Gärung erforderlichen Nährstoffe eingeleitet, wonach, sobald die Hefe zu wachsen begonnen hat, der Rest der Würze und der Nährstoffe stufenweise zu gesetzt wird. Am Ende der Gärung wird die Würze zweckmässig neutralisiert, um zu ver hindern, dass die Separatoren zerfressen wer den.
Man kann auch derart verfahren, dass der Hefe für dieselbe unschädliche, scharen bildende Mikroorganismen zugesetzt werden, wonach die Lauge abdekantiert und die Hefe, mit Wasser gemischt, dekantiert und sepa riert wird.
Bei der Herstellung von Hefe aus Sulfit ablauge hat es sich als schwierig erwiesen, gute Ausbeuten zu erhalten. Dies ist darauf zurückzuführen, dass die verwendete Stell hefe nicht hinreichend lebenskräftig war, um sich in der verhältnismässig ungünstigen Nährflüssigkeit mit erwünschter Geschwin- digkeit zu vermehren.
Die Ausbeute kann erheblich erhöht und die Zeit der Vergärung sehr vermindert wer den, wenn die Stellhefe zuerst in einer Lö sung zur Vermehrung gebracht wird, die einen Gehalt an Zucker aufweist, der höher als derjenige der Lösung bezw. Lösungen ist; die während des weiteren Verlaufes der Gärung dem Gärbottich zugeführt wird.
Man kann dabei so verfahren, dass die Stellhefe zuerst in einer verhältnismässig rei nen Zuckerlösung, zum Beispiel Melasse, zur Vermehrung gebracht wird, welche Lösung eine Zuckerkonzentration aufweist, die höher als diejenige der während des weiteren Ver= Laufes zu verwendenden Sulfitlauge bezw. Sulfitlaugemischung ist.
Während ihrer ersten Sprossungspariode ist die Hefe für ihre Vermehrung in hohem Grad von der Menge leicht assimilierbarer Einweissstoffe oder anderer Stickstoffveriain- dungen abhängig. Die Hefezellen haben aber das Vermögen, grosse Mengen organischer Stickstoffverbindungen, zum Beispiel Ei weissstoffe, zu akkumulieren, die dann bei der weiteren Sprossung der Hefe in Lösun gen, die an geeigneten Stickstoffverbindun- gen arm sind, als Ergänzung dienen.
Als Stiekstoffnährmittel werden in der Hefe industrie in der Regel Malzkeime verwendet, die sich für diesen Zweck als besonders ge eignet erwiesen haben, möglicherweise zu folge ihres hohen Gehaltes an Vitamin en. Dieses Material ist aber sehr teuer. Es hat sich nun erwiesen, dass die in der Hefe auf gelagerten Stoffe an sich vitaminhaltig sind und dass man durch Erhöhung der Menge dieser Stoffe durch Übernähren in einer frü heren Stufe der Fabrikation eine Stellhefe erhalten kann, die Stoffe in sich enthält, welche neben den verhältnismässig gering wertigen Nährmitteln der Sulfitlauge bezw. der Melasse selbst für eine schnelle und gün stige Sprossung während der ersten Stufe der Gärung hinreichend sind.
Dieses Lebernähren kann verschieden weit getrieben werden. Hat die Stellhefe selbst nicht genug Stickstoffnahrung gelagert, kann man die fehlende #enge durch Zusatz von Malzkeimen zu der Würze ersetzen. Dieser Zusatz soll indessen höchstens 200 kg Malz keime pro 1000 kg in der Würze vorhandenen Zuckers teeträgen. Wird organische Stick stoffnahrung anderer Art verwendet, gelten Werte, die den oben für Malzkeime berech neten entsprechen. Die Übernährung der Stellhefe ist vorteilhaft so weit zu treiben, dass die Stellhefe einen Stiekstoffgehalt von 2.2 % oder mehr aufweist. Die Trennung der Hefe von der Würze Aus der vergorenen Würze wird die Hefe durch Hefeseparatoren abgetrennt.
Hierbei kann während der Abtrennung in die Sepa ratoren Wasser eingeführt werden, zum Zwecke, die Hefe zu waschen, das heisst, die zwisehen den einzelnen Hefezellen vorhan dene Würze möglichst vollständig durch rei nes Wasser auszutauschen. Die den Separa toren zugeführte Wassermenge ist ziemlich gross, zweckmässig gleich gross wie die zu separierende Würzmenge. Der dabei erhal tene Hefeschlamm wird zweckmässig noch einmal kräftig mit Wasser verdünnt und aufs neue unter Zusatz von Wasser separiert. Dieses Separieren unter Wasserzusatz kann mehrmals wiederholt werden.
Nachdem die Hefe einmal oder mehrmals separiert worden ist, wird die erhaltene Hefe einer Filter presse zugeführt und darin entwässert.
Bei dem ersten, zweiten, dritten Separie ren und Waschen kann dem Waschwasser eine kleine Menge von Säuren, Basen oder Salzen zugeführt werden, un die Trennung der Hefe von der Würze zu erleichtern. So zum Beispiel kann dem Waschwasser etwas Ammoniak zugesetzt werden, wobei dann vor dem Pressen eine weitore Waschung mit salzsäure- oder schwefelsäurehaltigem Was ser notwendig ist.
Gegebenenfalls kann die Hefe in anderer Weise als durch Separieren und eventuelles Waschen abgetrennt werden, zum Beispiel durch Verdampfung in Vakuum bei geeigne ter Temperatur, zum Beispiel hei 30 C, oder durch Zusatz von scharenbildenden Mikro organismen, Dekantieren und eventuelles Wa schen mit Wasser.
Bei der Herstellung von Hefe mit Sulfit ablauge ganz oder teilweise als Ausgangs material kann es vorteilhaft sein, der Hefe Gelegenheit dazu zu geben, sich nicht nur Sulfitablauge, sondern auch Zuckers aus Me- lasse oder anderer Zuckerquellen zunutze zu machen. Alle die für Zuckerherstellung an- gewandten Zuckerlösungen sollen aber vor der Vergärung in geeigneter Weise neutrali siert und geklärt werden.
Im folgenden sollen als Beispiele von der Durchführung der Erfindung einige Verfah ren angesehen werden, gemäss welchen die Hefe aus Sulfitablauge und anderer Zucker lesung oder aus Sulfitablauge bezw. anderem Holzzucker allein Hergestellt wird. Beispiel I: Melasse wird mit Säuren. Busen oder Salzen in bekannter Weise vorbehandelt und mit Wasser verdünnt, um die erwünschte sseaktion, Ausfällung von färbenden und schädlichen Stoffen und die für Gärung ge eignete Konzentration zu erreichen. Sulfit- -e wird in ohenheseliriebenerWeise ge <B>i</B> ablauel reinigt.
Die vorbehandelte Melasse und die vorbehandelte Lau-e@ werden dann in beeib- iieten Verhältnissen geiniseht, der Mischung werden Nährmittel, enthaltend Stickstoff, Phosphor, Kali, Magnesium, Eisen usw., zu gesetzt, worauf man die Mischung nach Zu satz von reinkultivierter Stellhefe unter Lüftung in bekannter Weise vergären lässt. Die Hefe wird in obenbeschriebener Weise separiert und gepresst. Beispiel II: Vorbehandelte Melasse und vorbehandelte Sulfitablauge werden wie unter I vergoren, und die Hefe wird in Separatoren mit Was ser in obenbeschriebener Weise gewaschen.
Der erhaltene Hefeschlamm wird einem Gär bottich zugeführt, enthaltend eine mit Nähr mittel versetzte Melasselösung oder eine an dere für Hefeherstellung geeignete Zucker lösung, worauf man die Lösung unter Lüf tung vergären lässt. Die erhaltene Hefe wird in obenbeschriebener Weise abgetrennt.
Diese Ausreifung der Hefe in einer Me lasselösung oder dergleichen hat einen gün stigen Einfluss auf das Aussehen und die Gärkraft der Hefe. Der Zweck dieser Aus reifung der Hefe ist nicht bloss der, das Ge wicht der Hefe zu erhöhen, sondern vielmehr der, die Gärungseigenschaften, Geschmack, Geruch, Haltbarkeit und Aussehen derselben zu verbessern. Man kann hierbei anstatt von einer Mischung vorbehandelter Melasse und vorbehandelter Sulfitablauge auszugehen, vorbehandelte Sulfitablauge allein verwen den.
Beispiel IIl: Um eine höchstmögliche Ausbeute an Hefe und eine möglichst niedrige Alkohol bildung zu erhalten, wird bei der Gärung das Zulaufverfahren angewandt. Die vorbehan delte Melasse und die vorbehandelte Sulfit- a a blauge werden gemischt, wonach zum Bei spiel ein Zehntel der Mischung mit geeigne ten Nährmitteln versetzt dem Gärbottich zu geführt wird, etwaigenfalls nach Verdün nung mit Wasser auf geeignete Konzentra tion. Stellhefe wird zugeführt und die Lüf tung wird in Gang gesetzt.
Zu zweckmässiger Zeit beginnt dann die stufenweise Zufuhr des Restes der Melasse-Lauge-Mischung und Nährstoffe in solcher Weise, dass die für die Vermehrung der Hefe in jedem Augenblick zweckmässigste Konzentration an Zucker und Nährstoffen aufrechtgehalten wird, das heisst der Zusatz von Zucker und Nährstoffen soll mit der Aufnahme der Hefe von diesen Stoffen aus der in Gärung sich befindenden Würze Schritt halten. Nach Beendigung der Sprossung wird die Hefe in obenbeschrie bener Weise abgetrennt, wobei man etwaigen falls gemäss Beispiel II verfährt.
Beispiel IV: Die vorbehandelte Melasse wird in ihrer ganzen Menge in den Gärbottich eingeführt, wonach die Gärung gemäss Beispiel III ein geleitet wird. Zu geeigneter Zeit beginnt die Zufuhr von vorbehandelter Sulfitablauge und Nährmitteln gemäss Beispiel III. Nach Beendigung der Vergärung wird die Hefe in obenbeschriebener Weise abgetrennt. .
Eine Abänderung .dieses Verfahrens be steht darin, dass die Gärung mit der ganzen Menge vorbehandelter Sulfitablauge einge leitet wird, wonach vorbehandelte Melasse und Nährstoffe stufenweise, zum Beispiel gemäss Beispiel III, zugesetzt werden.
<I>Beispiel</I> V@ Vorbehandelte Melasse, vorbehandelte Sulfitablauge oder eine Mischung von bei den wird zum Beispiel bis auf ein Zehntel ihrer ganzen Menge in den Gärbottich ein geführt, wonach die Gärung gemäss Beispiel III eingeleitet wird. Zu geeigneter Zeit be ginnt dann die stufenweise Zufuhr des Re stes, das heisst von vorbehandelter Melasse bezw. vorbehandelter Sulfita.blauge, jede für sich, sowie Nährstoffen. Der Zusatz von Melasse, Lauge und Nährstoffen wird je für sich in der für die Vermehrung der Hefe zweckmässigsten Weise geregelt. Die Hefe wird in obenbeschriebener Weise abgetrennt.
<I>Beispiel</I> VZ: Nicht vorbehandelte Melasse und nicht vorbehandelte Sulfitablauge werden- mitein ander in geeigneten Verhältnissen gemischt. Die Mischung wird dann in zweckmässiger Weise mit Säuren, Basen oder Salzen, zwecks Erhaltung geeigneter Reaktion, Ausfällung von färbenden und schädlichen Stoffen und zweckmässiger Konzentration, vorbehandelt, wonach man die Mischung vergären lässt und die Hefe gemäss irgendeinem der oben beschriebenen Verfahren abtrennt. Beispiel VII: 2 bis 3 kg Melasse pro 1000 kg der zu behandelnden Sulfitablauge werden in Was ser mit, oder ohne Vorbehandlung bis zu geeigneter Konzentration, zum Beispiel 2 bis 50 Ballig, gelöst.
Bei einer Temperatur von 30 wird Stellhefe nebst erforderlichen Nährsalzen zugeführt. Wenn die Sprossung in Gang gekommen ist, kann die Zufuhr der Sulfitablauge beginnen. Es ist zweck mässig, das Fortpflanzen der Hefe zuerst, un ter Lüftung vorzunehmen, bis die Melasse grösstenteils verbraucht worden ist. Die Zu fuhr der Sulfitablauge geschieht in bekann ter Weise derart, dass die Bildung von Alko hol soweit wie möglich verhindert wird.
Gemäss diesem Verfahren kann eine gute Bäckereihefe mit guter Ausbeute, die 100 % des Zuckers übersteigt, erhalten werden, ohne Zufuhr von organischer Stickstoffnahrung. Wird solche Nahrung zugeführt oder wird solche Nahrung in der ersten Würze verwen det, erhält man eine höhere Ausbeute. Beispiel VIII: In obenangegebener Weise vorbehandelte Sulfitablauge wird in einen Gärbottich ein geführt, wonach Melasse, eingedampfte Sul fitablauge oder anderes Material mit einem höheren Gehalt an Zucker als die Sulfit ablauge selbst enthält, zugesetzt wird, und zwar in solcher Menge, dass die gewünschte Konzentration, zum Beispiel 2 bis 3 % Zuk- ker, erhalten wird.
Die Lösung wird auf eine geeignete Temperatur, zum Beispiel 30 C, gebracht und Stellhefe zugeführt. Wenn die Sprossung in Gang gekommen ist, wird die Zuckerkonzentration im Gärbottich durch Zusatz von Wasser oder Sulfitlauge vermindert. Nach Beendigung der Gärung wird die Hefe in obenbeschriebener Weise abgetrennt.
Um eine für die Vergärung der zu ver wendenden Würze geeignete Stellhefe herzu stellen, geht man zweckmässig von einer ge mäss gewöhnlichen Methoden aus reinen Zuckerlösungen hergestellten Hefe aus und lässt sie sieh an die zu verwendende Würze gewöhnen. Dies wird dadurch bewirkt, dass man die Hefe zuerst in der Flüssigkeit fort züchtet, in welcher sie hergestellt worden ist, und dann in Würzen, diesbezüglich ihrer Zusammensetzung sich der zu verwendenden Würze immer mehr nähern und schliesslich in solcher Würze in ungemischtem Zustand. Geht man zum Beispiel von, aus Melasse her gestellter Hefe aus und will man zur Hefe herstellung in obenbeschriebener Weise vor behandelte Sulfitablauge verwenden, züchtet man die Hefe zuerst in einer Melassewürze fort.
Die dabei gebildete zweite Generation lässt man dann in einer aus Melasse und einer geringen Menge Sulfitablauge bestellenden Würze arbeiten, die dabei gebildete dritte Generation in einer aus Melasse und einer grösseren Menge Sulfitablauge bestehenden Würze usw. derart, dass die Würze immer mehr von Sulfitablauge und immer weniger von Melasse enthält, so dass die Hefe schliess lich in einer aus reiner Sulfitablauge be stehenden Würze zur Vermehrung gebracht wird. Hierdurch wird eine für das Verfah ren sehr geeignete Stellhefe erhalten.