DE3812440A1 - Verfahren zur kontinuierlichen fermentierung - Google Patents

Verfahren zur kontinuierlichen fermentierung

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    • A23B—PRESERVING, e.g. BY CANNING, MEAT, FISH, EGGS, FRUIT, VEGETABLES, EDIBLE SEEDS; CHEMICAL RIPENING OF FRUIT OR VEGETABLES; THE PRESERVED, RIPENED, OR CANNED PRODUCTS
    • A23B7/00—Preservation or chemical ripening of fruit or vegetables
    • A23B7/10—Preserving with acids; Acid fermentation
    • A23B7/105—Leaf vegetables, e.g. sauerkraut
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Description

Technisches Anwendungsgebiet
Die Erfindung läßt sich in der Wertstoffrückgewinnung aus Abwässern einsetzen, sofern die Wertstoffe ionogen und gelöst vorliegen, z.B. als Säure.
Restkohlenhydrate werden der weiteren Fermentation unterzogen und gehen in ionogene Bestandteile über. Die Steuerung kann bei all den Fermentationsprozessen eingesetzt werden, deren Metabolite produktinhibierend wirken und die in ionisierter Form vorliegen.
Stand der Technik, Nachteile des Standes der Technik
In der Sauerkrautherstellung wird die anfallende Preßlake gesammelt und nach Filtration in eine anaero­ be Stufe geleitet. Nachteil dieser Entsorgung ist die anfallende relativ geringe Gasmenge, der hohe appara­ tive Aufwand und die lange Verweildauer der Lake.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein kontinuierliches Verfahren anzugeben, bei dem eine Stoffrückgewinnung ermöglicht wird. Die Erfindung ist in den Ansprüchen gekennzeichnet.
Mit der Erfindung läßt sich in geringer Zeit die Milchsäure abtrennen und aufkonzentrieren, die Abwas­ serbelastung bei Einleitung unbehandelter Preßlake wird gesenkt, und durch den Verkaufserlös der Milch­ säure können Produktionskosten gesenkt werden.
Die Fermentation wird bisher nur chargenweise durch­ geführt, und durch die Produktinhibierung werden nicht alle Kohlenhydrate verstoffwechselt. Das konnte bisher nur durch das kontinuierliche Zudosieren von Neutrali­ sationsmittels umgangen werden.
Mit der Erfindung gelöste Aufgabe, Verbesserungen, Vorteile
Durch die kontinuierliche Abtrennung der Metabolite ionogener Form wird der Fermenter im pH-Optimum ge­ fahren, wodurch die Produktivität der Mikroorganismen gesteigert wird. Die Endproduktinhibierung wird umgangen, ein quasikontinuierlicher Prozeß möglich.
Grundzüge des Lösungsweges
Die Preßlake wird gem. Fig. 1 in einer Ultrafiltra­ tionseinheit vorgeklärt (Feststoffabtrennung, Kohlen­ hydrate und Mikroorganismenrückhaltung 2), dann mit einem pH-Wert, bei dem die Säure undissoziert vorliegt, zur Entsalzung in eine Elektrodialyse (ED) geschickt, entsalzt und dann mit einem pH-Wert, an dem die Säure z.T. dissoziiert ist, in eine mehrstufige ED (Stufen je nach Aufkonzentrierungsgrad) geleitet und an­ schließend in einem Verdampfer bzw. einer RO (Umkehr­ osmose) bzw. PV (Pervaporationseinheit) auf ca.80-90% aufkonzentriert. Die behandelte Lösung 1 wird ein­ schließlich nicht umgesetzter Kohlenhydrate 2 in den Fermenter zurückgeführt.
Gem. Fig. 2 ist in den Fermenter eine pH-Sonde einge­ baut, die ein kontinuierliches Signal über die Proto­ nenkonzentration an einen Meßumformer weitergibt. Der Meßumformer ist mit einer Mikroprozessorsteuerung verbunden, die über einen Algorithmus die an den Elektroden des Elektrodialysestapels anliegende Potentialdifferenz in Abhängigkeit vom pH-Wert so regelt, daß der pH-Wert im Optimum konstant gehalten wird.
Aus dem Fermenter wird die gefilterte Lösung in die Kammer 3 gepumpt, durch die für Anionen permeable Membran 6 erfolgt eine Aufkonzentration in den Kammern 4 und 5.
Die Kationenaustauschermembran 7 ist gestrichelt dargestellt, aber der Kationenweg ist nicht darge­ stellt.
Die Aufkonzentration mit Hilfe der Potentialregelung über die Mikroprozessoreinheit kann etwa um den Faktor 4-7 erfolgen, die weitere Konzentrierung erfolgt dann im Verdampfer.

Claims (6)

1. Verfahren zur kontinuierlichen Fermentierung einer Substanz, dadurch gekennzeichnet, daß der pH-Wert im Fermenter gemessen wird, die Lösung, sobald ein einstellbarer pH-Wert unter- oder überschritten wird, abgezogen und die Lösung filtriert wird, das Retentat in den Fermenter zurückgeführt und die filtrierte Lösung einer Elektrodialyse zum Salzentzug zugeführt wird, und danach die zum Teil dissoziierte Lösung konzen­ triert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufkonzentrierung in einem Elektrodialyse­ stapel erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Konzentrat in einem Verdampfer, oder Umkehrosmoseeinheit oder Vakuumverdampfer, oder hydrophiler Pervaporationseinheit weiter konzentriert wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das pH-Meßsignal über einen pH-Meßumformer einer Mikroprozessorregelung zugeführt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufkonzentrierung im Elektrodialysestapel über die Mikroprozessorregelung und eine Spannungsversorgungsregelung erfolgt.
6. Verwendung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1-5 bei der Sauerkrautherstellung.
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