Verfahren zur Herstellung von Hefe. In der modernen Lufthefeindustrie wer den bekanntlich die Rohstoffe in stark ver dünnten Lösungen verarbeitet. Melasse zum Beispiel wird etwa 25fach verdünnt. Die Menge der in diesen stark verdünnten Lö sungen verteilten Hefe ist ebenfalls gering, sie beträgt, als fertige Presshefe auf das jeweilige Volum der Gärlösung berechnet, etwa. 3.2 bis 3,8/'0 und steigt nur ausnahms weise bis auf etwa. 5 ö .
Im nachstehenden wird dieser Wert, das heisst das Gewicht der in 100 Liter gärender Lösung enthaltenen Hefemenge als Presshefe gerechnet, als Hefe konzentration bezeichnet werden. Eine nam hafte Überschreitung obiger Konzentrations werte führte bisher zu Schwierigkeiten, so dass ein rationelles Arbeiten nicht. mehr mög- lieh war.
Die vorliegende Erfindung betrifft nun ein Verfahren, -bei welchem wesentlich kon zentriertere Lösungen verarbeitet werden. Das Verfahren gemäss der Erfindung zur Erzeugung von Hefe in kohlehydrathaltigen Rohstofflösungen, unter Belüftung, ist da durch gekennzeichnet, dass man die Rolistoff- lösung mit grossen Hefemengen, und zwar zumindest mit 8 kg Hefe auf je 1 hl Lösung anstellt, die Gärung vor sich gehen lässt, dann die infolge der Vermehrung der Hefe gestiegene Hefekonzentration der Kultur durch Zufuhr weiterer Rohstofflösung herab setzt, ohne hierbei die Mindestkonzentration von 8 % zu unterschreiten,
dieses Herabsetzen der Hefekonzentration der Hefekultur wäh rend der Vermehrung der Hefe -wiederholt und schliesslich die Hefe separiert. Die Roh stofflösungen können verschiedene kohle- hydrathaltige Materialien, zum Beispiel Me lasse, Malz, Gerste, Mais, Zuckerrüben usw. für sich oder im Gemisch enthalten.
Die zur Verdünnung dienende Rohstoff lösung kann .der in Gärung befindlichen Kul- tur von Zeit zu Zeit oder ununterbrochen zu geführt werden.
Im folgenden wird das Verfahren anhand eines Ausführungsbeispiels :erläutert. Die folgenden 'Zahlenangaben sind Ergebnisse betriebsmässiger Versuche.
Es wird mit drei Gärgefässen gearbeitet. Das erste Gefäss wird mit einer etwa 12,5fach verdünnten Melasselösung beschickt und nach Zusatz der gebräuchlichen P und N enthaltenden Stoffe angestellt. Als Anstell- hefe dient zum Beispiel Presshefe aus einer vorangehenden Operation, die vorher zum Beispiel im Verhältnis von 5 :
1 mit frischer Mutterhefe (zum Beispiel sogenannter "vie- rer" Mutterhefe, @dae heisst mit der dureb. Vermehrung von Reinzuchthefe gewonnenen vierten Generation, also einer stickstoff reichen Mutterhefe) vermischt worden ist. Die Menge dieser Anstellhefe wird so be messen, rlass die Hefekonzentration der an gestellten Lösung etwa<B>18%</B> beträgt. Un mittelbar hierauf setzt die Lüftung ein.
Nach etwa 2, Stunden wird ein Teil, im angenommenen Falle % des Gefässinhaltes in das zweite Gefäss herabgelassen. Gleich zeitig wird das erste Gefäss mit -der gleichen Menge einer höher konzentrierten, etwa 16 bis 18 % igen Melasselösung auf das ursprüng liche Volumen aufgefüllt. Dieser frisch ein geführten, konzentrierten Melasselösung wer den vorher ebenfalls die üblichen Nähr präparate, aber auch frische Mutterhefe zu gesetzt, wobei die letztere etwa 4 % der neu zugeführten Lösung beträgt.
Am Ende der ersten, zwei Stunden steigt :die Hefekonzen tration im ersten Gefäss um etwa 2,5%, sie beträgt demnach rund 20,5%. Durch die neu eingeführte konzentrierte Melasselösung wird die Hefekonzentration im ersten Gefäss unter Miteinberechnung der dieser bereits zugesetzten Mutterhefe ungefähr auf die Anfangskonzentration von<B>18%</B> herabge drückt.
Nach weiteren zwei Stunden steigt die Hefekonzentration wieder auf 20,5%, 1/E .der hefehaltigen Lösung wird wieder ab gelassen und das ursprüngliche Volumen durch Zuführung neuer konzentrierter Me- lasselösung wieder hergestellt. Dies wird zweistündlich wiederholt.
Die vom ersten Gefäss in das zweite zweistündlich herabgelassene Lösung von 20,5/'o Hefekonzentration enthält noch etwa 2 % vergärbarer Kohlehydrate. Die Kohle hydratreste werden von :der Hefe unter Be lüftung im Verlauf von zwei Stunden voll ständig verarbeitet.
Hierbei erfährt die Hefe eine weitere 2"5% ige Vermehrung, so @dass die Hefekonzentration im zweiten Gefäss schliesslich auf<B>23,%</B> steigt. Die unvergä.r- ba.ren Bestandteile der in das erste Gefäss nach und nach eingebrachten, 16 bis: 2.0 % igen Melasselösung gelangen auf diese Weise in ihrer Gesamtheit in das zweite Gefäss. Die Zugabe der üblichen Nährpräparate in das zweite Gefäss kann unterlassen werden.
Nachdem die Hefe ihre Vermehrung unter Verarbeitung der ins zweite Gefäss ge langten Nährstoffe beendet hat, wird der Inhalt dieses Gefässes, ebenfalls zweistünd lich, in das dritte Gefäss überführt, wo die Ausreifung der Hefe stattfindet. Das dritte Gefäss, im Gegensatz zu den vorangehenden, enthält keine Einrichtung zur Belüftung; die Hefe erreicht hier ihre Ausreifung ohne äusserliche Beeinflussung; die Zellenver bände lösen sich voneinander, die Zellwände werden entsprechend entwickelt, die assi milierten Stoffe im Zellplasma ordnen sich und gelangen ins Gleichgewicht usw.
Nach Ablauf von zwei Stunden kann der Inhalt des dritten Gefässes behufs Absonderung der Hefe zu den .Separatoren (Zentrifugen oder dergleichen) geleitet werden.
Die Ergebnisse der beschriebenen Ar beitsweise sind auffallend günstig. Der Hefe zuwachs ist zwar im Verhältnis zu der Hefe konzentration anscheinend gering, indem die Hefekonzentration der Ausgangslösung von den ursprünglichen 18. % bloss auf 23 %, dem nach nur um etwa<B>27%</B> steigt, auf das Ge wicht der verarbeiteten Melasse berechnet ist jedoch dieser Hefezuwachs sehr beträchtlich und übersteigt ganz erheblich die bis etwa <B>80%</B> betragende Ausbeute, welche in den bisherigen, mit stark verdünnten Lösungen arbeitenden Verfahren erzielt werden konnte.
Die Zahlenangaben im beschriebenen Ausführungsbeispiel unter sich, aber auch in bezug auf ihre Grössenordnung können innerhalb gewisser Grenzen .geändert wer den. Günstige Ergebnisse wurden unter an derem auch bei einer anfänglichen Hefekon zentration von 12% und einer Melassekon- zentration von<B>10%</B> erzielt. Bei dem im Beispiel angenommenen Dreigefässsystem kann die Verhältniszahl der Hefevermehrung im allgemeinen, aber auch in bezug auf die Verteilung der Vermehrung zwischen den beiden ersten Gefässen verschoben werden.
Die Zeitabstände, sowie auch die Mengen verhältnisse, in welchen ,die neuen Rohstoff lösungen dein ersten Gefäss zugeführt, bezw. in welchen der teilweise vergorene Inhalt des letzteren in das zweite Gefäss hinabge- hissTn werden, können ebenfalls geändert., bezw. den jeweilig gewählten Arbeitsbedin gungen angepasst werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird die anfängliche Hefe- oder Kohlehydratkonzentration im ersten Gefäss im wesentlichen immer wieder her gestellt, dies ist jedoch kein unbedingtes Kennzeichen des Verfahrens. Die, Vermeh rung .der Hefe kann anstatt in den beschrie benen zwei Stufen in einer, gegebenenfalls aber aueh in mehr als zwei :
Stufen erfolgen ,das heisst, das Verfahren kann in einem ein zigen, aber auch in mehr als drei Gefässen durchgeführt werden. Neue Rohstofflösung -ird vorteilhaft nur dem ersten Gefäss zu geführt, das Wesen :des Verfahrens wird ,jedoch nicht. geändert, wenn ein Teil der konzentrierten Lösung unmittelbar in das zweite Gefäss geleitet wird.
Gcpm-"iss, den betriebsmässigen Versuchen wurden die besten Ergebnisse erzielt, wenn die gewählte Melasse- und Uefekonzentra- tion das 4- bis 6fache der bisher vorwiegend üblichen 3,2 bis 3,8 % igen Konzentration betrug, doch tritt schon bei 8 % igen Konzen- trationen eine namhafte Besserung in der Ausbeute ein. Ein wichtiger Vorteil des neuen Verfah rens besteht in der .sehr guten Ausnützung der Gefässräume.
Beim obenangeführten Ausführungsbeispiel ist bloss ein Bruchteil des zur Verarbeitung der gebräuchlichen, etwa 25faeh verdünnten Lösungen nötigen Gefässraumes erforderlich. Ein weiterer Vorteil des neuen Verfahrens besteht darin, dass, wie sich zeigte, auch der Gesamtbedarf an frischer Mutterhefe um etwa 1/.4 geringer ist als bei den bekannten Lufthefeverfah- ren. Nach dem erfindungsgemässen Verfah ren erzeugte Hefe besitzt in der Regel alle günstigen Eigenschaften .der guten Presshefe,
insbesondere ihre Triebkraft.
Die mit -dem neuen Verfahren erzielbare hohe Hefeausbeute scheint damit im Zusam menhang zu stehen, dass die @diclit verteilte Hefe den sich bildenden Alkohol sofort assi- miliert.
Nachstehend findet sich ein Vergleich des erfindungsgemässen Verfahrens mit dem ge bräuchlichen Zulaufverfahren. Beispiel I bezieht sich auf einen praktischen Fall des bisher geübten Zulaufverf ihrens, Beispiel Il auf eine Ausführungsweise des neuen Ver fahrens.
Beispiel <I>I:</I> 100 kg Melasse wurden unter Zugabe der üblichen Nährsalze mit 100 hl Wasser ein gemaischt. Die erhaltene Lösung wurde mit 250 kg Hefe angestellt und 1 Stunde lang belüftet. Nun wurde mit dem Zulauf be gonnen. Im Laufe von 12 Stunden wurde ,der gärenden Lösung nebst den Nährsalzen die Lösung von 1150 kg Melasse in insge samt 200 hl Wasser kontinuierlich zugeführt, wobei sowohl die Konzentration der Melasse Wasserlösung, als auch die Zulaufgeschwin- digkeit von Zeit zu Zeit in üblicher Weise geändert wurde.
Nach weiteren 3 Stunden wurde der Gärprozess beendet und die Hefe abgepresst. Das Volumen der Endlösung betrug 315 hl,,da.s Gewicht der verarbeiteten Melasse 100 i 1150 = 12,50 kg. Auf das Volumen der Endlösung bezogen, beträgt die durchschnittliche Melassekonzentration :3,6 % . Das Gewicht der abgepressten Hefe betrug .1150 kg; hiervon ist die zum :Anstellen ver wendete Menge von 250 kg abzuziehen.
Aus 1950 kg bfelasse wurden demnach 1150 - 250 = 900 kg Hefe gewonnen. Mit hin beträgt,die auf die verarbeitete Melasse berechnete Ausbeute an Hefe 900 : 1250 = 7,2,5 %.
Beispiel II: 50 kg Melasse wurden unter Zugabe der üblichen Nährsalze mit 14 hl Wasser ein- gemaischt. Die Lösung wurde mit 250 kg Hefe angestellt und 1 Stunde lang belüftet. Nun wurde der gärenden Lösung eine Lö sung von 41,5.k-, Melasse in 2,8 hl Wasser, das heisst eine 18%ige Melasselösung zuge geben.
Wie ersichtlich, beträgt die zuge führte Menge .der Melasselösung etwa 1!c der Menge der in Gärung befindlichen Lö sung. Nach Vermischen mit der neu zuge führten Melasselösung wurde die infolge der Vermehrung gestiegene Hefekonzentration auf die Anfangskonzentration, .das heisst auf 17 bis<B>18%</B> herabgesetzt.
Nach weiteren 2 Stunden wurde der gärenden Lösung eine weitere Menge von der 18%igen Melasse lösung, und zwar wieder in der Menge von % der jetzigen Menge der gärenden Lösung zugeführt, so, dass die anfängliche Hefekon zentration wieder hergestellt wurde. Dies wurde zweistündlich wiederholt. Selbst redend wurden jedesmal auch Nährsalz in entsprechender Menge zugegeben.
Nach 18 Stunden, vom Zeitpunkte der ersten Zugabe gerechnet, hatte sich die ursprüngliche Lö sung auf 64 hl vermehrt. Nach einer Aus reifungszeit von 3 Stunden wurde die Hefe abgepresst.
Das Volumen der Endlösung betrug 61 hl, das Gewicht .der verarbeiteten Melassemenge 950 kg. Auf das Volumen der Endlösung be zogen, beträgt die durchschnittliche Melasse konzentration 14,8%. Das Gewicht der ab gepressten Hefe betrug 1150 kg, hiervon ist die zum Anstellen verwendete Menge von 250 kg abzuziehen. Aus 950 kg Melasse -#vurde < demnach 1150 - 250 = 90fl kg Hefe gewonnen. Mithin beträgt die auf .die ver- arbeitete Melasse bezogene Ausbeute an Hefe 900 : 950- = 94,5 % .
In normalem Betrieb wurden auch Aus beuten über 100% erhalten.