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Verfahren zur Herstellung von Preßhefe. Für diese Anmeldung ist gemäß
dem Unionsvertrage vom 2. Juni 191i die Priorität auf Grund der Anmeldung in Belgien
vom 26. Mai igig beansprucht. Bekanntlich sind die Arüinosäuren, welche man durch
die Hydrolyse der Eiweißstore mit konzentrierten Mineralsäuren erhält, für Hefe
leicht assimilierbar. Diese Aminosäuren liefern den im Entstehen begriffenen Hefezeilen
gleichzeitig den zu ihrer Bildung notwendigen Kohlenstoff, Wasserstoff und Stickstoff.
Sind sie in der Nährlösung enthalten, so wird der darin befindliche Zucker in fast
theoretischer Ausbeute in Alkohol und Kohlensäure zerlegt, ohne anderen unwirtschaftlichen
Zersetzungen zu unterliegen, wie das etwa der Fall ist, wenn man andere Stickstoffnährquellen
benutzt, z. B. Ammoniumsalze oder natürliche Eiweißstoffe. Die Anwesenheit der Aminosäuren
schont also gewissermaßen den Zucker, der ohne ihre Gegenwart sonst zum Teil zum
Aufbau des Hefeprotoplasmas verbraucht werden würde. Verwendet man dagegen die Produkte
des weit vorgeschrittenen, mittels der Hydrolyse bewirkten Abbaus der Eiweißstoffe
als Stickstoffnährsubstanz für die Hefe, so erhält man eine sehr große Ausbeute
an Hefe und gleichzeitig auch an Alkohol.
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Der Gebrauch von rohen Eiweißabbauprodukten als Stickstoffnährsubstanz
für Hefe ist an sich bekannt. Er liefert indes nicht unter allen Umständen so gute
Resultate, wie wenn man reine Aminosäuren benutzt. Wenn man nämlich die rohen Hydrolysierungsprodukte
der Eiweißstoffe verwendet, o welche durch Hydrolyse mittels Mineralsäuren unter
Druck oder ohne Druck, aber bei veränderlicher Konzentration der Säure, erhalten
werden, so siößt man auf Schwierigkeiten; man erhält nämlich schlechte Ausbeuten.
Es bilden sich nämlich bei der Hydrolyse der Eiweißstoffe mit Mineralsäuren neben
Aminosäuren Giftstoffe, welche das Wachstum der Hefe hemmen.
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Die Wirkung der Giftstoffe hat die Folge, daß in der Hefeindustrie
stark hydrolysierte Produkte der Eiweißstoffe bisher nur eine ganz beschränkte Anwendung
gefunden haben.
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Bei Zusatz von 2 bis 3 kg hydrolysierter Proteine auf too kg Zucker
hat man stets ungünstige Resultate erhalten, und bei Anwendung kleiner Mengen erzielt
man keine Ersparnis an Malz und Malzkeimen.
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Bei dem neuen Verfahren sind diese Schwierigkeiten beseitigt, und
zwar dadurch, daß einerseits die Hydrolyse der Proteine in der Art durchgeführt
wird, daß Karamelisierung und Bildung von Giftstoffen sehr bedeutend vermindert
werden, und anderseits die trotzdem gebildeten Giftstoffe durch Reduktionsmittel
vollständig entfernt werden.
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Bei dem neuen Verfahren hält man die Hydrolyse der Proteine, die Konzentration
der Säure und die Temperatur in ganz bestimmten Grenzen, und zwar ohne Anwendung
von Druck, und vermeidet sowohl eine starke Verdünnung wie eine stärkere Konzentration,
zwei
Umstände, welche sehr ungünstig .auf den erlauf der Reaktion wirken.
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Zu diesem Zwecke werden die prote inlialtigen Stoffe mit der Säure
in dem Verhältnis zusammengebracht, daß ein Gemisch entsteht, (las nicht unter 1o3°
und nicht über 1o8` C siedet.
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Die Verdiinnung der Masse wird dadurch verhindert, daß man überhitzten
Dampf verwendet.
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Nachdem das Gemisch etwa .18 Stunden lang vier Temperatur von 1o3°
bis 1o8" C ausgesetzt ist, ist der gesamte Stickstoff der rohen Produkte in Lösung
gebracht, ohne daß die Bildung von Amnioniakstickstof io Prozent des gesamten Stickstoffes
übersteigt.
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Das erhaltene Produkt wird alsdann der Einwirkung von Schwefelwasserstof-i
cAer Alkalisulfiden ausgesetzt, und zwar zwecks Ausscheidung der gebildeten Giftstoffe.
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Das Verfahren zur Herstellung des stickstoffhaltigen Nährextrzcktes
wird also in folgender Weise ausgeführt: In einen Behälter aus Steinzeug oder aus
verbleitem Eisen von Zoo hl Inhalt bringt man 2o hi Schwefelsäure von 27° Be und
2 ooo kg eiweißreiche Substanz, wie z. B. Erdnußkuchen, Sojabohnenkuchen, Destillationstrester,
Brauereitrester u. dgi., und leitet dann trockenen Dampf in das Gemisch, um die
Temperatur auf 103c' bis 1o8° C zu bringen, wodurch das Volumen sich um 2o bis 25
Prozent erhöht. Wenn nun die Temperatur von o8° C erreicht ist und die Flüssigkeit
anfängt zu kochen, so hört man mit dem Einiciten des Dampfes auf und führt erst
wieder weiteren Dampf zu, wenn die Temperatur sinkt. Wenn man diese Arbeitsbedingungen
einhält, so ist das Volumen der Flüssigkeitsmenge am Ende des Kochens, also nach
ungefähr 48 Stunden, ebenso groß wie zu Anfang. Dann gibt man ungefähr .4o hl warmes
Wasser hinzu und neutralisiert mit Kalk bis zu einem Gehalt an freier Schwefelsäure
von 2 bis 5 g im Liter.
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Darauf gibt man ganz allmählich 1 bis 2 kg Schwefelnatrium hinzu,
das man zuvor in Wasser gelöst hat, läßt 1 bis 2 Stunden ab-,#etzen und filtriert.
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Die filtrierte Flüssigkeit wird nun mit Kaliumkarbonat neutralisiert
und darauf direkt zu der noch nicht filtrierten oder auch zur filtrierten Zuckerlösung
hinzugegeben.
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Zur Hefefabrikation benutzt man vorzugsweise Rübensaft, durch Malz
oder Säure verzuckerte,Korn- oder Stärkemaische oder Meiasse. Diese Maischen werden
auf die bekannte-Weise hergestellt.
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Auf Zoo kg Zucker in der Maische setzt man bis 21J2 kg Stickstoff
in Form von Aminosäuren hinzu. Wenn man 2 kg oder etwas mehr Stickstoff in Form
von Aminosäuren hinzufügt, hat die Gärflüssigkeit das spezilische Gewicht 1,oo8.
Gibt man nur 25o bis 5oo g Stickstoff in Form von Aminosäuren hinzu, so beträgt
das spezifische Gewicht i,o2o.
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Arbeitet man mit einem Zusatz von 21/. kg Stickstoff in Form von Aminosäuren
auf Zoo kg Zucker, so erreicht man eine Ausbeute von 125 bis 140 kg Hefe auf Zoo
kg angewandten Zucker.
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Die goo g Stickstoff enthaltende Gärflüssib keit von 1,02o spezifischem
Gewicht gibt eine Ausbeute von 6o bis 7o kg Hefe und 53 bis ,5 5 1 Alkohol
auf Zoo kg angewandten Zucker.
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Wenn man Ölkuchen, Erdnußkuchen oder Sojabohnenkuchen bei der obenbeschriebenen
Bereitung des stickstoffhaltigen Extraktes benutzt und die angegebene Menge von
1 kg Schwefelnatrium in Lösung auf looo kg ölkuchen verwendet, braucht man nicht
zu befürchten, daß man zuviel von diesem Reagenz zugesetzt hat. Arbeitet man dagegen
mit Destillationstrestern, so kann es vorkommen, daß man bei Verwendung von 1 kg
Schwefelnatrium auf looo kg Trester schon einen überschuß an Schwefelnatrium hinzugesetzt
hat. Man kann den geringen Überschuß an Schwefelnatrium in diesem Falle aus der
filtrierten Flüssigkeit entfernen. Man fügt zum Filtrat eine geringe Menge Schwefelsäure
hinzu, um den Schwefelsäuregehalt auf 5 bis 6 g im Liter zu steigern, erhitzt zum
Kochen und leitet einen Luftstrom durch die Flüssigkeit.
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Wenn man an Stelle von Natriumsulfid Schwefelwasserstoff verwendet,
arbeitet man zweckmäßig mit einem Überschuß davon, der dann im geeigneten Augenblick
entfernt wird. Zu diesem Zweck filtriert man die Flüssigkeit, nachdem man sie 2
Stunden mit dem Schwefelwasserstoff hat stehenlassen, erhitzt zum Sieden und leitet
kräftig Luft hindurch.
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Diese Arbeitsweise bietet folgende erhebliche Vorteile: 1. Die Stickstoffsubstanz
geht praktisch quantitativ in Lösung, während bei den bekannten Verfahren, bei denen
die Hydrolyse unter Druck vor sich geht, 2o bis 3o Prozent Stickstoff nicht hydrolysiert
werden oder in Form von stickstoffhaltiger Kohle zurückbleiben.
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2. Der erzielte Extrakt enthält wenig Humusstoffe, ist nur wenig karamelisiert
und schwach gefärbt. Das Druckverfahren dagegen ergibt eine schwarze Flüssigkeit.
%\-eiche die Hefe in der Maische dunkel färbt. Diese dunkle Farbe kann nicht entfernt
werden.
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3. Nach dem neuen Verfahren entstellt eine vier- bis fünfmal geringere
Menge an Giftstoffen, als nach dem Verfahren, das mit Druck arbeitet. Die Reinigung
der Hefe, welche mit der nach dein neuen Verfahren hergestellten
Nährlösung
erzielt wird, gestaltet sich viel einfacher als nach den bisher bekannten Verfahren.