CH225552A - Verfahren zur Alkoholgewinnung durch Vergären von zuckerarmen Gärflüssigkeiten. - Google Patents

Description

  Verfahren zur Alkoholgewinnung durch Vergären von zuckerarmen     Gärflüssigkeiten.       Die industriell in grossem Umfang aus  genutzten Gärverfahren zur Herstellung von  Alkohol aus     vergärbaren    Kohlehydraten be  nutzen meist Melasse oder Kartoffeln     bezw.     anderes stärkehaltiges Ausgangsgut. Ausser  dem werden seit     einer    Reihe von Jahren in  steigendem Masse auch die Ablaugen der       Sulfitzellstoffherstellung    und die durch  "Verzuckerung" von Holz gewonnenen soge  nannten     Holzzuckerwürzen    für diesen Zweck  herangezogen.  



  Gegenstand der Erfindung ist ein Ver  fahren zur     Alkoholgewinnung    durch Ver  gären von zuckerarmen Gärflüssigkeiten, wie       Sulfitablaugen    und     Holzzuckerwürzen,    unter  Verwendung von Hefe, das dadurch gekenn  zeichnet ist, dass dem Gärgemisch geringe  Mengen von Hefewirkstoffen, die im     Tomaten-          wurzeltest    nach     Robbins    wirksam sind, zuge  setzt werden, und dass durch Wiederverwen  dung eines möglichst grossen Teils der Hefe  für eine besonders lange Gärungstätigkeit  dieses Anteils der Hefe gesorgt wird.

      Es wurde nämlich gefunden, dass man  bei der Alkoholgewinnung durch Vergären  von     Sulfitablaugen    und     bezw.    oder von       Holzzuckerwürzen    erhöhte Ausbeuten an  Alkohol und eine sehr     wesentliche    Abkür  zung der Gärzeit erreichen kann, die es zum  Beispiel erlaubt, den Gärraum erheblich zu  verkleinern,     wenn.    man dem Gärgemisch ge  ringe Mengen von     Aneurin    zusetzt und  gleichzeitig dafür sorgt, dass     ein    gewisser  Anteil der Hefezellen möglichst lange an der       Vergärung    immer neuer Anteile der Gär  lösung mitwirkt.  



  An Stelle von     Aneurin    lassen sich auch  die     Phosphorsäureester,    zum Beispiel die  Mono- oder     Pyrophosphorsäureverbindungen     des     Aneurins    sowie weiter die im Tomaten  wurzeltest noch     wirksamen    Spalt-     bezw.    Vor  produkte des     Aneurins,    d. h. die     zum    Aufbau  des     Aneurins    geeigneten     Pyrimidin-        bezw.          Thiazolabkömmlinge    einzeln oder in Ge  mischen unter sich und mit     Aneurin    verwen  den.

   Bereits eine Menge von etwa 1 mg           Aneurin    oder einer der andern     genannten     Substanzen auf 1 kg der bei der Gärung täti  gen Hefe (eingesetzt als     Presshefe    mit     i        ö     Wassergehalt) lässt die vorteilhaften Wir  kungen deutlich in Erscheinung treten. Je  nach den Umständen können natürlich auch  kleinere oder vorzugsweise grössere Mengen  der genannten Wirkstoffe zur Anwendung  gelangen.

   In der Praxis setzt man diese  Stoffe vorteilhaft dem Gärgut vor der     Ver-          gärung    oder der in das     Gärsystem        zuriiek-          kehrendenHefe    vor dem Vermischen mit dem       Gärgut    zu.  



  Das Gärverfahren nach der     Erfindung     kann angewendet werden zur Alkoholgewin  nung aus den Nadelholz- und     Laubliolz-          sulfitablaugen    und deren Mischungen, ferner  aus den     Holzzuckerwürzen,    d. h.     Zuckcr@ösun-          gen,    die nach einem der     bekannten    Verfahren  aus     zellulosehaltigen    Stoffen durch ,.Ver  zuckerung" erhalten werden.  



  Das Gärgut kann dabei in     absatzweisem     Betriebe vergoren werden oder derart,     dass     es zwangsläufig und     ununterbrochen    durch  das Gärsystem geführt wird. Das uner  wünschte Absitzen der Hefe in den     Grärbot-          tichen    kann bei beiden Verfahren durch  mechanische Rührwerke,     Umwälzpumpen    und  andere geeignete Mittel verhindert werden.

    Es kann dabei in offenen oder geschlossenen       Bottichen    gearbeitet werden.     Zweckmässig     wird unter einer     Kohlensäurea.tmosphäre    oder  der eines     andern    indifferenten Gases,     d.        b.     unter     Luftabschluss    vergoren. Es     erweist    sich  unter Umständen sogar als nützlich, unter  einem Überdruck von C0<B>",</B> zu arbeiten, der  beispielsweise dadurch erhalten wird, dass die  gebildete Gärungskohlensäure über eine mit  Wasser gefüllte Vorlage oder ein einstell  bares     Abblaseventil    oder dergleichen abge  führt wird.  



  Nach der Erfindung wird unter solchen  Bedingungen gearbeitet werden, dass ein er  heblicher Anteil der Hefezellen möglichst  lange an der Gärung beteiligt bleibt     bezv@#.     durch Wiederverwendung als     Stellhefe    oder  durch Zurückführung aus den vergorenen  Laugen zur frischen Lauge immer wieder    mit neuen Anteilen der Gärlösung in Be  rührung kommt.

   Zur Erreichung dieses  Zweckes geeignet sind Anordnungen entspre  chend dem     Fesselgärverfahren,    wobei die  Hefe an     Einbauten    in der Gärlösung     fest-          ".e     halten wird, oder     Anordnungen        nach    dem  Verfahren zur Heferückführung, bei dein die  Hefe aus der vollständig oder unvollständig  vergorenen Lauge durch mechanische Hilfs  mittel (z.

   B.     Zentrifugieren)    ganz oder teil  weise wiedergewonnen und die     gewonnene          "IIefemileh"    der frischen Lauge wieder zuge  mischt wird.     TUnter        "Fesselgärverfahren"    ver  steht man     hierbei    ein Gärverfahren, bei dem  die Hefe in den Gärbottichen sich an einem  feststehenden Träger ansetzt und somit  dauernd an denselben Ort gefesselt ist, wäh  rend die     Gärlauge    mindestens     zeitweise    in  Berührung     finit    der Hefe gebracht wird.

   Als       Träger    können hierbei     Hobelspfine.        Koks,          Reissig    oder     Lattengerüste    verwendet werden,  während die zeitweise Berührung mit der  Hefe zum Beispiel dadurch bewirkt wird,  dass die     Gärlauge    an der Hefe kontinuierlich       vorbeifliesst    oder dass dieselbe periodisch ent  leert und     wieder    aufgefüllt wird.  



  Unter     "G#li:rverfahren    mit     HeferiiclLfiih-          rung"        versteht    man dagegen ein     Gärverfah-          ren,    bei welchem die Hefe nach Beendigung  der Gärung von der Gärlauge abgetrennt und       zii    neuer unvergorener Lauge wieder zuge  setzt wird, so dass eine und dieselbe Hefe  inenge periodisch immer wieder zur Ver  gärung verwendet werden kann.

   Bei den       ununterbrochen    arbeitenden     Gärverfahren     kann dabei ein Teil oder die gesamte Hefe  menge     entwe@rlcr        ununterbrochen    im Kreis  lauf durch das ganze     Grärsystein    geführt  oder die Hefemilch kann zur besonderen       Behandlung    der Hefe, z. B. zur Desinfek  tion, Zugabe von Mitteln, welche die vege  tativen Eigenschaften der Hefe hemmen und  dergleichen kurze Zeit in Zwischenbehältern  gespeichert werden, bevor sie wieder der  neuen     Ablauge        zugeiniseht    wird.  



  Es ist bekannt, dass sich das Wachstum  von     Kulturhefen    in     kohlehydrathaltigen         Nährlösungen durch Zusätze von .geringen  Mengen     Aneurin    steigern     lässt,    so     dass    gegen  über Ansätzen ohne     Aneurin    erhöhte Aus  beuten an Hefe erhalten werden können.  Ebenso ist in wissenschaftlichen Versuchen  eine Erhöhung der     Kohlensäurebildung    beim  Vergären von Traubenzucker- und Rohr  zuckerlösungen durch     Aneurinzusatz    beob  achtet worden, was vielleicht auch auf die  Vermehrung des Hefewachstums zurück  zuführen ist.

   Beim Arbeiten nach der Er  findung wäre jedoch ein Hefewachstum un  erwünscht, weil dies auf Kosten der Alkohol  bildung geschieht. Es ist deshalb sehr er  staunlich, dass bei der Anwendung der oben       beschriebenen    Erfindung eine Erhöhung der  Alkoholausbeute     beobachtet    werden kann.         Beispiele:     1. In 1000 m3 einer neutralisierten     Sul-          fitzellstoffablauge    mit einem Gehalt von  23-24 pro     mille    reduzierender Substanzen  (auf Glucose berechnet) entstehen bei der  Verarbeitung nach dem     Fesselgärverfahren     beispielsweise durchschnittlich 7600 bis  7800 Liter Alkohol durch Gärung.

   Wer  den auf je 100 ms der Maische 250 bis  500 mg     Aneurin    zugesetzt, so erreicht man  eine Verkürzung der Gärzeit von 40 auf  30 Stunden und eine Erhöhung der Alkohol  ausbeute auf durchschnittlich 7800 bis  8100 Liter. Für die Vergärung weiterer  Flüssigkeitsmengen kann die Zusatzmenge  herabgesetzt werden. Es ist besonders vorteil  haft, das     Aneurin    beim Auswechseln der  Einbauten der frisch eingesetzten Hefe auf  einmal zuzusetzen. Ähnliche Wirkungen wer  den zum Beispiel mit     Aneurinpyrophosphat     oder     2-11Zethyl-4-amino-5-oxymethylpyrimi-          din-hydrochlorid    erhalten.

   Auch auf das     Gär-          verfahren    mit     Verschneiden    der unvergorenen  Maisehe mit vollständig oder teilweise ver  gorener Maische ist das Verfahren sinngemäss  anwendbar.  



  z. Bei der Vergärung von     Sulfitablaugen     nach dem Gärverfahren mit Heferückführung  unter Verwendung von 15-25 kg Hefe (mit  75 % Wassergehalt) pro     ms    bei einem Gär-    rauen von 500     m3    werden 25 g     Aneurin    oder       2-Methyl    - 4-     amino    - 5 -     brommethylpyrimidin-          hydrochlorid    dem Gärsystem zugeführt. Ein  erneuter Zusatz wird erst nach Wochen oder  Monaten vorgenommen. Es tritt eine Vermin  derung der Gärzeit ein, ferner ist die Aus  beute an Alkohol gegenüber dem Normal  wert um durchschnittlich 3 % erhöht.

   Wird  das     Gärverfahren    mit Heferückführung  unter Verwendung grösserer oder geringerer  Hefemengen als oben angegeben, durchge  führt, so kann der     Aneurinzusatz    entspre  chend verändert werden. In gleicher Weise  wie in den Beispielen 1 und 2 kann das Ver  fahren bei     Holzzuckerwürzen    zur Anwen  dung gelangen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Alkoholgewinnung durch Vergären von zuckerarmen Gärflüssigkeiten, wie Sulfitablaugen und Holzzuckerwürzen, unter Verwendung von Hefe, dadurch gekenn zeichnet, dass dem Gärgemisch ,geringe Men gen von Hefewirkstoffen, die im Tomaten wurzeltest nach Robbins wirksam sind, zuge setzt werden, und dass durch Wiederverwen dung eines möglichst grossen Teils der Hefe für eine besonders lange Gärungstätigkeit dieses Anteils der Hefe gesorgt wird. a UNTERANSPRÜCHE: 1. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass als Hefewirkstoff Aneurin zugesetzt wird. 2.

   Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass als Hefewirkstoff ein im Tomatenwurzeltest wirksames Auf bauprodukt des Aneurins zugesetzt wird. 3. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass ein Salz des 2 Methyl-4-amino-5-oxymethylpyrimidins ver wendet wird. 4. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass ein Salz des 2- Methyl-4-amino-5-brommethylpyrimidins ver wendet wird. 5.

   Verfahren nach Patentanspruch und lTnteransprüehen 1 bis 4, dadurch gekenn- zeichnet, dass eine bTonophosphorsäureverbin- dung des Hefewirkstoffes verwendet wird. 6. Verfahren nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 bis 4, dadurch gekenn zeichnet, dass eine Pyrophosphorsäureverbin- dung des Hefewirkstoffes verwendet wird. 7. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Verwendung der Hefe nach dem Fesselgärverfahren durch geführt wird. B.

   Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, da.ss die Wiederver wendung der Hefe nach dem Verfahren der Heferückführung vorgenommen wird. 9. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass mindestens 1 mg des Hefewirkstoffes auf 1 kg der verwende ten Hefe zugesetzt wird. 10. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Gärung unter Kohlensäure durchgeführt wird. 11. Verfahren nach Patentanspruch und Unteranspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Gärung unter Überdruck durchge führt wird.