Verfahren zur Herstellung von Gluconsäure diüeh Vergärung von glucosehaltigen Kohlehydratgemisehen. Die technische Darstellung von Glacon- säure wurde bisher nur auf rein chemischem Wege durchgeführt, wobei die notwendige Verwendung von komplizierten Apparaten und die Verwendung von teuren-O$ydations- mitteln. die Erzeugung einerseits technisch komplizierten und anderseits verteuerten.
Bekanntlich vermögen Fadenpilze der Gattungen Aspergillus, Citromyces, Pen- zillium, Mucor, sowie Bakterien aus der Gruppe des Bact. xylinum, B. industrium, B. oxydans, B. gluconicum etc. Gluconsäure aus Glucose zu erzeugen.
Es wurden auch schon Versuche ge macht, mit Hilfe der genannten Pilze bezw. Bakterien aus reinen Zuckerlösungen oder Glucoselösungen Gluconsäure herzustellen. Diese Versuche waren alle Laboratoriums versuche, da man der Annahme war, dass von reinen Grundsubstanzen ausgegangen werden müsse. Versuche haben ergeben, dass nicht reine Glucose zur Herstellung von Gluconsäure verwendet zu werden braucht, sondern dass man von Glucose enthaltenden Kohle hydratgemischen, wie@Rübenschnitzeln, Me lasse, Rohzuckersäften etc. ausgehen kann.
Als besonders geeignet erwiesen sich aus Stärke oder stärkehaltigen Materialien, wie allen Getreidesorten, aber auch Rosskasta nien, Lupinen etc., hergestellte Gemische, da sie hohe Ausbeuten an Gluconsäure er geben. Stärke oder stärkehaltige Rohstoffe können zum Beispiel durch Hydrolysieren mittelst Säuren in glucosehaltige Kohlen hydratgemische übergeführt werden.
Bei dem bisherigen Gärungsverfahren wurde ferner die auf der Oberfläche sieh bil dende Pilzdecke nicht berührt, da die all gemeine Ansicht bestand, dass bei einem Zer reissen der Pilzdecke die biochemische Tätig keit des Pilzes gestört werde. Versuche haben jedoch gezeigt, dass bei vorsichtigem Aufheben der Pilzdecke die Tätigkeit des Pilzes nicht nur nicht gehin dert wird, sondern infolge der möglichen Entgasung des Gäransatzes dessen Lebens dauer noch verlängert wird.
Das Verfahren gemäss der Erfindung zur Herstellung von Gluconsäure durch Vergärung von glucose- haltigen Kohlehydratgemischen mittelst oxy- dativer Gluconsäure bildender Gärungs erreger ist dadurch gekennzeichnet, dass die auf dem Gäransatz sich bildende Decke der oxydativen Gärungserreger von Zeit zu Zeit abgehoben wird, um ein Entweichen der sich bildenden Kohlensäure zu ermöglichen. Bei der Ausführung des Verfahrens können die Pilzdecken durch Vorrichtungen vorsichtig aufgehoben werden.
Hierbei kann durch Umrühren am Boden liegendes oder gerade zugesetztes Calciumkarbonat mit der gebil deten Glueonsäure zur Reaktion gebracht werden. Dem dabei entstehenden Kohlen dioxyd ist so Gelegenheit zum Entweichen geboten. Auf diese Weise gelingt es,. auch eine in relativ hoher Schicht befindliche Maische in kurzer Zeit in Gluconsäure zu verwandeln.
Geht man hierbei von einem künstlichen Substrat aus, so ist der Zusatz von Nährsalzen erforderlich, wobei neben der üblichen Anwendung von Kaliumphos- phat und Magnesiumsulfat insbesondere die Art der Stickstoffquelle von Einfluss auf die Entwicklung eines gut Gluconsäure bilden den Pilzmycels ist. Am besten bewähren sich dabei Ammonsulfat oder Aminosäuren oder peptonhaltige Substanzen, doch können auch alle sonstigen ungiftigen, stickstoffhaltigen Substanzen Verwendung finden.
Nach Be endigung des Prozesses kann die Flüssigkeit abgezogen und nach Zusatz einer neuen Maische der Prozess wiederholt werden, wo bei weitere reichliche Mengen von Glucon- säure entstehen. Zur Ermöglichung des leich teren Abhebens kann zum Beispiel die Decke durch einen Rost, ein Sieb usw. gestützt werden, oder es kann die Decke auf diesen etwas unterhalb der Oberfläche der Gär- flüssigkeit angebrachten Hilfsmitteln zur Entwicklung gebracht werden. Das Abheben der Decke allein oder mit Stützkonstruktion kann von Hand oder durch mechanische Zeitantriebe erfolgen.
Es kann auch die Ein richtung zum Heben der Gärdecken mit einer Einrichtung zum Rühren der Flüssigkeit zweckmässigerweise verbunden werden.
Bei Anwendung von Pilzen für die Glu- consäureherstellung ist zunächst die Aus wahl eines geeigneten Pilzstammes erforder lich. Diese erfolgt zweckmässig in systema tisch durchgeführten Kleinversuchen durch Vergleich des Gluconsäurebildungsvermögens der verschiedenen Pilzstämme. Die Durch führung der Gluconsäureherstellung im technischen Betrieb geschieht zum Beispiel in der Weise, dass zunächst durch Dampf oder direktes Erhitzen sterilisierte Flüssig keit nach ihrer Abkühlung mit Sporen des geeigneten Pilzstammes stark angeimpft wird, so dass die ganze Oberfläche mit Sporen besät ist.
Die Gluconsäurebildung kann nun entweder durch die an der Flüssigkeitsober fläche zur Entwicklung gelangende Pilz decke erfolgen oder durch ein Mycel, das im Innern der Flüssigkeit zur Entwicklung gelangt ist, indem man, wie bei andern mycologischen Prozessen, die ganze Flüssig keit durch Rühren oder Luftdurchleiten in Bewegung hält. Nachdem das Pilzmyeel ge nügend stark gewachsen ist, wird zweck mässigerweise Calciumkarbonat, sowie noch weitere Maische etc. entweder auf einmal oder in einigen Anteilen zugesetzt.
Mit dieser Flüssigkeit kann ein für die Gluconsäurebildung selbst unschädlicher Giftstoff zugesetzt werden, der Infektionen durch fremde Organismen verhindert, da, wie die Erfahrung lehrt, insbesondere Butter- säurebakterien den Prozess der Gluconsäure- bildung fast völlig hemmen können, da die Pilze gegenüber der Buttersäure sehr emp findlich sind.
Als derartige Giftstoffe kom men in Betracht zum Beispiel organische Quecksilberverbindungen, wie zum Beispiel Samenbeizmittel, Chlorphenolquecksilber oder Cy anmerkurikresolnatrium, aber auch anor- ganische Verbindungen, wie Sublimat, Silbernitrat etc., wobei jeweils die geeignete Konzentration zu ermitteln ist. Dieser Zu satz von Giftstoffen ist besonders deshalb von Wichtigkeit, weil der Prozess in an nähernd neutraler Lösung am besten vor sich geht und daher des Selbstschutzes der eigenen Säuerung entbehrt.
Der Zusatz von Calcium- karbonat ist deshalb zweckmässig, weil sonst die Gluconsäurebildung vielfach entweder zum Stillstand kommt oder dieselbe in Zi tronensäure oder Oxalsäure übergeführt wird. Bei bestimmten Pilzstämmen, ins besondere solchen, die schlechte Zitronen säurebildner sind, kann auch in Abwesenheit von Neutralisationsmitteln gearbeitet wer den, doch ist dann die Ausbeute an Glucon- säure in der Regel geringer.
Als Neutrali- sationsmittel sind ausser Calciumkarbonat auch Bariumkarbonat, Magnesiumkarbonat, Natriumkarbonat etc. geeignet, ausserdem können auch stärker alkalische Stoffe, wie Calciumoxyd, Bariumbydroxyd etc., verwen det werden, wenn für allmählichen Zusatz Sorge getragen wird.
Der Zusatz der wei teren Zuckerlösung bezw. Maische ist des halb zweckmässig, weil dadurch die Konzen tration der noch vorhandenen Stickstoff salze verringert wird und anderseits das Pilzmycel imstande ist, grössere Mengen von glucosehaltigem Material in Gluconsäure überzuführen. Der Gluconsäurebildungspra- zess selbst geht bekanntlich in Gegenwart von möglichst wenig Stickstoff am besten vor sich, und .der erwähnte Zusatz ermöglicht es, diese Bedingungen zu erzeugen.
Die günstigste Temperatur für die Arbeit der Pilze ist 30-35 . Der Prozess ist unter Einrechnung der Wachstumsperiode des Pilz- mycels in der Regel in 4-5 Tagen beendigt, ohne Einrechnung derselben in 2-3 Tagen. Die Ausbeute, beispielsweise über das Cal- ciumgluconat bestimmt, berechnet auf wirk lich vorhanden gewesene Glucose, ist bei Ver wendung eines geeigneten Pilzstammes fast quantitativ.
Wenn man die Erzeugung der Glucon- säure mit Hilfe von Bakterien aus den oben genannten Gruppen durchführen will, so ar beitet man zweckmässig im Prinzip analog. Als Nährboden verwendet man am besten Hefeextrakte etc., die in bekannter Weise hergestellt werden. Ein Zusatz von Neutrali- satonsmitteln ist nicht unbedingt erforder lich, kann jedoch vielfach von Vorteil sein. Als Mittel zur Verhinderung von Infektionen durch fremde Organismen verwendet man zweckmässig Zusätze von niedern Fettsäuren.
wie zum Beispiel Ameisensäure, Essigsäure, Propionsäure, oder Buttersäure, wobei die je weils geeignetste Konzentration zu ermitteln ist. Der Prozess geht am besten bei 25-28 vor sich. Er währt meist etwa 1-2 Wochen.
Die Abscheidung der Gluconsäure erfolgt am besten in Form eines Salzes, zum Bei spiel des Calciumgluconates. Man verdampft zum Beispiel die calciumgluconathaltige Flüssigkeit im Vakuum bis zur geeigneten Konzentration. Die entleerte Masse erstarrt zu einem Kristallbrei, aus dem durch Ab schleudern oder Abpressen .das Calcium- gluconat gewonnen werden kann.
Nach dem Umkristallisieren aus heissem Wasser, unter eventueller Anwendung eines Entfärbungs- mittels, erhält man reines Produkt, aus dem vorteilhaft jede Spur von Giftstoff aus gewaschen wird und aus dem man in be kannter Weise die freie Gluconsäure oder deren Lakton herstellen kann.
Ausführungsbeispiele <I>des</I> Teerfahrens gemäss <I>der</I> Erfindung: I. 6 kg gelber Rohzucker werden in 40 Liter Wasser gelöst und mit den erforderlichen Nährsalzen (80 gr (NH4)S04, 40 gr KH,P04 und 20 gr MgS04) versetzt, durch Erhitzen sterilisiert und eingefüllt. Nach dem Ab kühlen wird mit einer Pilzkultur von Asper- gillus niger ;geimpft.
Nach etwa zweitägiger Entwicklung bei etwa 35 werden weitere 6 kg Rohzucker in etwa 15 % iger Lösung zu gesetzt und etwa 1,2 kg CaCO3 (Schlämm kreide) eingeführt.
Von nun an ist die Pilz decke mit Hilfe einer geeigneten, im Gär- gefäss befindlichen Vorrichtung, wie eines Rostes oder Netzes mindestens zweimal in 24 Stunden -aufzuheben und das CaC03 auf zurühren bezw. gegebenenfalls weitere Men gen desselben zuzusetzen, wobei die sich ent- wiekeln.de und für die Fortführung der Gä rung schädliche Kohlensäure entweichen kann. -Der gleiche Zusatz wie zuvor wurde noch zweimal zugegeben, bis insgesamt 24 kg Rohzucker mit gleicher Decke verarbeitet sind, was insgesamt 12 Tage dauert.
Die Ausbeute an reinem Ca-Gluconat beträgt 12 kg und entspricht daher, bezogen auf die vorhanden gewesene Glucosemenge, etwa 80 % d. Th. Das Glucanat ist praktisch frei von Zitronensäure und Oxalsäure.
II. 10 kg Stärke werden mittelst H2S04 ver zuckert, nach dem Neutralisieren mit BaCO., und Entfernen des Ba-Sulfates wird die Maische, die 13 % Glucose enthält, mit Nähr stoffen (1 Liter Leimabsud mit 15 gr Stick stoff;
40 gr KH2P04, 20 gr MgS04) versetzt, durch Erhitzen sterilisiert, in flache Schalen gefüllt, abgekühlt und mit einer Kultur von Penicillium beimpft. Nach 2-3tägiger Pilz entwicklung bei etwa 30 wird eine weitere 22aischenmenge aus 10 kg Stärke mit 15 bis 20 % Glucosegehalt und 0,1 gr Quecksilber chlorid zugesetzt.
Nach dem Einrühren einer ausreichenden Menge Bariumkarbonat wird der Gäransatz bei der gleichen Temperatur belassen, wobei innerhalb 24 Stunden 2 bis 3 Mal die Pilzdecke aufzuheben und das BaCOn aufzurühren ist. In gleicher Weise werden nochmals zwei Portionen Maische aus je 10 kg Stärke mit 15 bis 20% Glucosegehalt und 0,1 gr Quecksilberchlorid zugesetzt, aus reichende Mengen Bariumkarbonat eingerührt und auch im übrigen wie zuvor verfahren. Die Ausbeute an reinem Ba-Gluconat beträgt 32 kg bei Verarbeitung von insgesamt 40 kg Stärke.
III. Es wird ein Gäransatz wie in Beispiel II gemacht und die Pilzdecke ebenfalls ab gehoben, jedoch mit dem Unterschiede, dass den Maischen kein Quecksilberchlorid zu gesetzt wird. Es werden aus insgesamt 40 kg Stärke nur 18 kg Ca-Gluconat neben 2 kg C a-Citrat gewonnen.
IV. Es werden Kartoffeln in üblicher Weise aufgeschlossen und durch Malz verzuckert. Die aus 100 kg Kartoffeln und 4 kg Malz erhaltene Maische (entsprechend 19,2 kg Glu cose) wird zum Kochen erhitzt, wodurch sie an Extraktivstoffen aus den Trebern reicher wird. Sodann wird sie filtriert und zwecks Sterilisation nochmals zum Kochen erhitzt und in flache Schalen eingefüllt. Nach dem Abkühlen auf zirka 28 wird 50 gr Butter säure zugesetzt und mit einer Kultur von Bakterium Xylinum geimpft. Man legt auf die Flüssigkeit ein Netz aus Glaswolle, auf dem sich die gallertige Bakteriendecke fängt.
Man hebt mit geeigneter Vorrichtung diese eingewachsene Decke etwa zweimal in -24 Stunden zur Entfernung der Kohlensäure ab. Die Temperatur von 28 C wird weiterhin eingehalten und beim Abheben der Decke von Zeit zu Zeit CaC0zugesetzt. Falls bei die ser Manipulation die gebildete Bakterienhaut untersinkt, so entwickelt sich alsbald eine neue. Nach etwa 14tägiger Gärdauer ist der Prozess beendet, und das Ca-Gluconät kann in üblicher Weise gewonnen werden. Man er hält 18 kg Ca-Gluconat von weitgehendster Reinheit.
V. Es wurden drei Gäransätze mit einer Gär- rnaische, die nach Beispiel II angesetzt wur den, durchgeführt, und zwar bei verschie denen Temperaturen. Der eine Versuch lief bei 35 , zwei Versuche bei 20 C. Die Nähr salzmenge und die Versuchsbedingungen waren im übrigen die gleichen wie bei Bei spiel II. Bei dem Versuch bei 35 (Ver such A) und bei einem Versuch bei 20 (Versuch B) wurde am 3., 7. und 11. Tage neue Gärmaische aus 10' kg Stärke zu gesetzt, bei dem dritten Versuch bei 20 C (Versuch C) erfolgte dieser Zusatz am 3., 10. und<B>17.</B> Tage.
Schon die fortlaufende Kon trolle des Säuerungsprozesses ergab, dass die Säuerung bei 20 C viel langsamer vor sich ging, als die Säuerung bei 35<B>'C.</B> Die Aus beuten nach der Abstellung der Versuche waren die nachstehenden:
EMI0005.0002
A <SEP> im <SEP> Versuch <SEP> bei <SEP> 35 <SEP> <SEP> C <SEP> nach <SEP> 14 <SEP> Tagen <SEP> 30 <SEP> kg <SEP> Ca-Glu.conat
<tb> B <SEP> " <SEP> " <SEP> 20 C <SEP> " <SEP> 14 <SEP> 13 <SEP> " <SEP> "
<tb> C <SEP> <B>39 <SEP> 31</B> <SEP> " <SEP> 20 C <SEP> " <SEP> 25 <SEP> 19 <SEP> " <SEP> " Arbeitsweisen, bei denen die Pilzdecke nicht wie nach dem Verfahren gemäss der Erfindung abgehoben wurde.
a) Im gleichen Gärgefäss wie im Bei spiel I wird in analoger Weise eine Pilz dicke zur Entwicklung gebracht und nach etwa 2, 6 und 9 Tagen je weitere 6 kg Roh zucker in 15%iger Lösung und etwa 4 kg CaC03 zugesetzt. Nach insgesamt 12tägiger Gärzeit in Ruhe wurden aus 24 kg Roh zucker nur etwa 5 kg Ca-Gluconat und 4 kg Ca-Citrat gewonnen. Dabei sind noch grosse Mengen an Zucker unverbraucht.
b) Es wird ein Gäransatz mit gleicher Gärmaische wie bei Beispiel V angestellt, mit dem Unterschiede, dass keine Buttersäure zugesetzt wird und die Decke nicht ab gehoben wird. Die Ausbeute betrug 10 kg Ca-Gluconat.
Das Ausführungsbeispiel I zeigt gegen über der Arbeitsweise a, bei welch letzterer die Decke nicht abgehoben wurde, die Aus beutesteigerung an Calciumgluconat, die in folge Abhebens der Decke und des dadurch ermöglichten Entweichens der Kohlensäure eintritt.
Das Beispiel II zeigt gegenüber dem Beispiel III die günstige Auswirkung des Zusatzes von Giftstoffen auf die Aus beute und die Reinheit des Caleiumgluco- nates bei .der Durchführung der Gluconsäure- gärung unter Benutzung des Abhebens von Decken. Während die Beispiele I bis III, sowie die Arbeitsweise a unter Benutzung von Schimmelpilzen durchgeführt wurden, werden in dem Beispiele IV und der Arbeits- weise b Bakterien verwendet. Das Beispiel V zeigt die Auswirkung der günstigen Gär temperatur.
Process for the production of gluconic acid by fermentation of glucose-containing carbohydrate mixtures. The technical preparation of glaconic acid has hitherto only been carried out by a purely chemical route, with the necessary use of complicated apparatus and the use of expensive oxidizing agents. the production on the one hand technically complicated and on the other hand expensive.
It is known that filamentous fungi of the genera Aspergillus, Citromyces, Penzillium, Mucor, and bacteria from the Bact group are capable of doing this. xylinum, B. industrium, B. oxydans, B. gluconicum etc. to produce gluconic acid from glucose.
Attempts have also been made to bezw with the help of said mushrooms. Bacteria produce gluconic acid from pure sugar solutions or glucose solutions. These experiments were all laboratory experiments, since it was assumed that pure basic substances had to be used. Tests have shown that it is not necessary to use pure glucose for the production of gluconic acid, but that one can start from carbohydrate mixtures containing glucose, such as beet pulp, pulps, raw sugar juices, etc.
Mixtures made from starch or starchy materials, such as all types of grain, but also horse chestnut, lupins, etc., have proven to be particularly suitable, since they give high yields of gluconic acid. Starch or raw materials containing starch can, for example, be converted into glucose-containing carbohydrate mixtures by hydrolysis using acids.
In the previous fermentation process, the mushroom cover on the surface was also not affected, since the general view was that if the mushroom cover tore, the biochemical activity of the fungus would be disturbed. However, tests have shown that if the mushroom cover is carefully lifted, the activity of the fungus is not only not hindered, but its life is extended as a result of the possible degassing of the fermentation batch.
The method according to the invention for the production of gluconic acid by fermentation of glucose-containing carbohydrate mixtures by means of oxidative gluconic acid-forming fermentation agents is characterized in that the cover of the oxidative fermentation agents forming on the fermentation batch is lifted from time to time to prevent the to allow carbon dioxide to form. When performing the procedure, the mushroom covers can be carefully lifted by devices.
Here, calcium carbonate lying on the floor or just added can be caused to react with the glueonic acid formed by stirring. The resulting carbon dioxide is given the opportunity to escape. In this way it succeeds. to convert a mash in a relatively high layer into gluconic acid in a short time.
If one assumes an artificial substrate, then the addition of nutrient salts is necessary, whereby in addition to the usual use of potassium phosphate and magnesium sulphate, the type of nitrogen source in particular has an influence on the development of a good gluconic acid-forming fungal mycicle. Ammonium sulfate or amino acids or peptone-containing substances prove to be the best, but all other non-toxic, nitrogenous substances can also be used.
After the process has ended, the liquid can be drawn off and, after adding a new mash, the process can be repeated, which produces further copious amounts of gluconic acid. To make it easier to lift off, the ceiling can, for example, be supported by a grate, a sieve, etc., or the ceiling can be developed on these aids placed slightly below the surface of the fermentation liquid. The lifting of the ceiling alone or with a support structure can be done by hand or by mechanical time drives.
The device for lifting the fermentation racks can also be conveniently connected to a device for stirring the liquid.
When using mushrooms for the production of gluconic acid, the selection of a suitable mushroom strain is first necessary. This is expediently carried out in systematic small-scale experiments by comparing the gluconic acid-forming capacity of the various fungal strains. Gluconic acid production is carried out in technical operations, for example, in such a way that liquid sterilized by steam or direct heating is inoculated with spores of the appropriate fungal strain after it has cooled, so that the entire surface is sown with spores.
The formation of gluconic acid can now take place either through the fungal cover that develops on the surface of the liquid or through a mycelium that has developed inside the liquid, as in other mycological processes, the entire liquid is stirred or air passed through Movement keeps. After the mushroom myeel has grown sufficiently strong, calcium carbonate, as well as other mash etc. are added either all at once or in a few portions.
This liquid can be used to add a toxin that is harmless to the formation of gluconic acid itself and which prevents infections from foreign organisms, since, as experience shows, butyric acid bacteria in particular can almost completely inhibit the process of gluconic acid formation, as the fungi have a great deal of resistance to butyric acid are sensitive.
Such poisonous substances come into consideration, for example, organic mercury compounds, such as seed dressings, chlorophenol mercury or sodium cyanide cresol, but also inorganic compounds such as sublimate, silver nitrate, etc., the appropriate concentration being determined in each case. This addition of toxins is particularly important because the process works best in an almost neutral solution and therefore lacks the self-protection of its own acidification.
The addition of calcium carbonate is advisable because otherwise the formation of gluconic acid often either comes to a standstill or it is converted into citric acid or oxalic acid. With certain fungal strains, especially those that are poor citric acid producers, it is also possible to work in the absence of neutralizing agents, but then the yield of gluconic acid is usually lower.
In addition to calcium carbonate, barium carbonate, magnesium carbonate, sodium carbonate etc. are also suitable as neutralizing agents, and more strongly alkaline substances such as calcium oxide, barium hydroxide etc. can also be used if care is taken to add them gradually.
The addition of the white direct sugar solution or. Mash is useful because it reduces the concentration of the nitrogen salts still present and, on the other hand, the fungal mycelium is able to convert larger amounts of glucose-containing material into gluconic acid. As is known, the gluconic acid formation process itself works best in the presence of as little nitrogen as possible, and the additive mentioned makes it possible to create these conditions.
The most favorable temperature for the mushrooms to work is 30-35. Taking into account the growth period of the fungal mycelium, the process is usually completed in 4-5 days, excluding the same in 2-3 days. The yield, determined for example via the calcium gluconate, calculated on the glucose that was actually present, is almost quantitative when using a suitable fungus strain.
If you want to produce the gluconic acid with the help of bacteria from the groups mentioned above, it is expedient to work analogously in principle. It is best to use yeast extracts etc., which are produced in a known manner, as a culture medium. The addition of neutralizers is not absolutely necessary, but can be advantageous in many ways. Additives of lower fatty acids are expediently used as a means of preventing infections from foreign organisms.
such as formic acid, acetic acid, propionic acid, or butyric acid, whereby the most suitable concentration must be determined. The process is best done at 25-28. It usually lasts about 1-2 weeks.
Gluconic acid is best deposited in the form of a salt, for example calcium gluconate. For example, the liquid containing calcium gluconate is evaporated in vacuo to the appropriate concentration. The emptied mass solidifies to a crystal pulp from which the calcium gluconate can be obtained by centrifuging or pressing.
After recrystallization from hot water, possibly using a decolorizing agent, a pure product is obtained from which every trace of toxins is advantageously washed out and from which the free gluconic acid or its lactone can be produced in a known manner.
Embodiments of <I> the </I> tar process according to <I> the </I> invention: I. 6 kg of yellow raw sugar are dissolved in 40 liters of water and mixed with the necessary nutrient salts (80 gr (NH4) S04, 40 gr KH, P04 and 20 gr MgS04) are added, sterilized by heating and filled. After cooling down, a fungus culture of Aspergillus niger; is inoculated.
After about two days of development at about 35, a further 6 kg of raw sugar in about 15% solution are added and about 1.2 kg of CaCO3 (whiting chalk) are introduced.
From now on, the mushroom cover is to be lifted up at least twice in 24 hours with the help of a suitable device located in the fermentation vessel, such as a grate or net, and the CaC03 is to be stirred or. If necessary, add further amounts of the same, whereby the development and the carbon dioxide harmful to the continuation of the fermentation can escape. -The same addition as before was added twice more until a total of 24 kg of raw sugar with the same cover has been processed, which takes a total of 12 days.
The yield of pure calcium gluconate is 12 kg and therefore, based on the amount of glucose present, corresponds to about 80% of the theory. Th. The glucanate is practically free of citric acid and oxalic acid.
II. 10 kg of starch are saccharified using H2S04, after neutralization with BaCO., And removal of the Ba sulfate, the mash, which contains 13% glucose, is enriched with nutrients (1 liter of glue decoction with 15 g of nitrogen;
40 grams of KH2P04, 20 grams of MgS04) are added, sterilized by heating, filled into shallow dishes, cooled and inoculated with a culture of Penicillium. After the fungus has developed for 2-3 days at around 30, a further 22 ounces of 10 kg starch with 15 to 20% glucose content and 0.1 gram of mercury chloride are added.
After a sufficient amount of barium carbonate has been stirred in, the fermentation batch is left at the same temperature, lifting the mushroom cover 2 to 3 times within 24 hours and stirring the BaCOn. In the same way, two more portions of mash each made of 10 kg starch with 15 to 20% glucose content and 0.1 gr mercury chloride are added, sufficient amounts of barium carbonate are stirred in and the rest of the procedure is as before. The yield of pure Ba-gluconate is 32 kg when processing a total of 40 kg of starch.
III. A fermentation batch is made as in Example II and the mushroom cover is also lifted off, but with the difference that no mercury chloride is added to the mash. From a total of 40 kg of starch, only 18 kg of Ca gluconate and 2 kg of C a citrate are obtained.
IV. Potatoes are opened up in the usual way and saccharified with malt. The mash obtained from 100 kg of potatoes and 4 kg of malt (equivalent to 19.2 kg of glucose) is heated to the boil, which makes it richer in extractive substances from the spent grains. It is then filtered and heated again to the boil for the purpose of sterilization and poured into shallow dishes. After cooling to about 28, 50 grams of butyric acid is added and inoculated with a culture of Bacterium Xylinum. A glass wool net is placed on top of the liquid, on which the gelatinous layer of bacteria is caught.
With a suitable device, this ingrown cover is lifted about twice every 24 hours to remove the carbonic acid. The temperature of 28 C is still maintained and CaCO is added from time to time when the ceiling is lifted. If the bacterial skin that has formed sinks under this manipulation, a new one soon develops. After about 14 days of fermentation the process is over and the Ca-gluconate can be obtained in the usual way. He holds 18 kg calcium gluconate of the greatest possible purity.
V. Three fermentation batches with a fermentation niche, which were prepared according to Example II, were carried out at different temperatures. One test ran at 35, two tests at 20 C. The amount of nutrient salt and the test conditions were otherwise the same as in Example II. In the test at 35 (test A) and in one test at 20 (test B) new fermentation mash made of 10 kg starch was added on the 3rd, 7th and 11th day; in the third test at 20 ° C. (test C) this addition was made on the 3rd, 10th and 17th > Days.
The continuous control of the acidification process already showed that acidification at 20 C proceeded much more slowly than acidification at 35 C. The yields after the experiments were stopped were as follows:
EMI0005.0002
A <SEP> in the <SEP> attempt <SEP> at <SEP> 35 <SEP> <SEP> C <SEP> after <SEP> 14 <SEP> days <SEP> 30 <SEP> kg <SEP> Ca-Glu .conat
<tb> B <SEP> "<SEP>" <SEP> 20 C <SEP> "<SEP> 14 <SEP> 13 <SEP>" <SEP> "
<tb> C <SEP> <B> 39 <SEP> 31 </B> <SEP> "<SEP> 20 C <SEP>" <SEP> 25 <SEP> 19 <SEP> "<SEP>" working methods, in which the mushroom cover was not lifted off as in the method according to the invention.
a) In the same fermentation vessel as in Example I, a mushroom thickness is brought to develop in an analogous manner and after about 2, 6 and 9 days each additional 6 kg of raw sugar in 15% solution and about 4 kg of CaCO3 are added. After a total of 12 days of fermentation time at rest, only about 5 kg of calcium gluconate and 4 kg of calcium citrate were obtained from 24 kg of raw sugar. Large amounts of sugar are still unused.
b) A fermentation batch with the same fermentation mash as in Example V is employed, with the difference that no butyric acid is added and the cover is not lifted off. The yield was 10 kg of calcium gluconate.
Embodiment I shows, compared to method a, in which the latter the cover was not lifted off, the increase in yield of calcium gluconate, which occurs as a result of lifting the cover and the escape of carbonic acid made possible thereby.
Compared to Example III, Example II shows the beneficial effect of adding poisonous substances on the yield and purity of the Caleium gluconate when carrying out the gluconic acid fermentation using the lifting of covers. While examples I to III and procedure a were carried out using molds, bacteria are used in examples IV and procedure b. Example V shows the effect of the favorable fermentation temperature.