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Verfahren zur Gewinnung von Hefe und Spiritus aus lnelasselösungen.
Die technische Aufgabe, aus verdünnten, mit Stickstoffnährsubstanz angereicherten
Melasselösungen helle Hefen zu erzeugen, ist in verschiedener Weise zu lösen versucht
worden.
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Es ist bereits bekannt, der durch Säuern und Kochen geklärten Melasselösung
nachträglich noch einen weiteren Zusatz von Säure zu machen, um dadurch eine erneute
Fällung färbender und trübender Stoffe und eine Nachklärung zu erreichen. Man hat
auch schon vorgeschlagen, der konzentrierten Melasselösung Säure, insbesondere Schwefelsäure,
zuzusetzen, um so in der konzentrierten und dadurch säurereicheren Flüssigkeit die
Sterilisationswirkung der Säure zu erhöhen, durch Absetzenlassen und Abschleudern
die ausgefällten Stoffe abzutrennen und die so erhaltene Flüssigkeit zur Herstellung
des Gärgutes zu verwenden. Man hat auch die erwärmte und mit Schwefelsäure oder
Salzsäure neutralisierte verdünnte M$lasselösung durch Zusatz von Milchsäure oder
durch Milchsäuregärung zu entfärben versucht, um durch die Einwirkung dieser bestimmten
Säure auf die Melasselösung eine hellere Hefe erzeugen zu können. Ferner wurden
Me-Iasselösungen unter 62° C mit einem reichlichen Zusatz von Mineralsäure versetzt,
gekl,äxt und mit den erforderlichen Stickstoffverbindungen vermischt.
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Alle diese Verfahren haben nichts mit dem technischen Grundgedanken
der vorliegenden Erfindung zu tun, nach welcher die mit einem reichlichen Säurezusatz
versehene verdünnte Melasselösung geklärt und unter solchen Bedingungen zur Vergärung
gebracht wird, daß die Höchstsäuremenge bei der Vergärung nicht den bei der Klärung
entstehenden Säuregrad übersteigt, um so eine erneute Ausscheidung von färbenden
Bestandteilen und das MiBfarbigwerden der Hefe zu vermeiden. Bei allen jenen Verfahren
kann bei der Vergärung ein höherer Säuregrad entstehen, so daß Nachtrübungen möglich
sind.
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Man hat zwar bereits die bei der Vergärung entstehende Säure zum Zwecke
der Erreichung einer Mehrausbeute an Hefe abgestumpft. Dabei handelt es sich aber
nur um eine Vermehrung der Hefeausbeute durch Innehaltung eines niedrigen Säuregrades,
welcher die Haltbarkeit der so gewonnenen Hefe besonders im Sommer fraglich erscheinen
läßt. Somit hat jenes vorbekannte Verfahren nach technischer Erkenntnis und nach
Beziehung von technischem Mittel und Zweck keinen Zusammenhang mit dem vorliegenden
Verfahren, bei dem es auf die Erzeugung einer weißen und haltbaren Hefe ankommt.
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Das vorliegende Verfahren bezieht sich demnach nicht nur auf die Art
der Klärung, sondern namentlich auch auf das Verhältnis der Säuerung für die Klärung
zu dem Höchstgehalt der Säure während der Gärung.
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Die Melasselösung wird geklärt unter den
Bedingungen, unter denen die Vergärung stattfindet, nämlich bei
verhältnismäßig niedriger Temperatur und unter reichlichem Zusatz von Säure (Schwefelsäure)
zu der verdünnten Melasselösung, durch welchen die Säuren der in der Melasse enthaltenen
Salze frei gemacht werden und gegebenenfalls auch noch ein geringer überschuß von
Schwefelsäure geschaffen wird.
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Bei. der Vergärung der geklärten Melasselösung wird eine über den
Säuregrad bei der Klärung hinausgehende Säurebildung, die etwa infolge Aufnahme
der basischen -Anteile der als Nahrung verwendeten Stickstoffverbindungen durch
die Hefe entstehen könnte, v--rmieden.
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Durch die Regelung der Säuerung für die Klärung itn Verhältnis zu
dem Höchstgrad des Säuregehaltes während der Gärung in Verbindung mit den sonstigen
Bedingungen der Klärung wird eine Nachtrübung der gärenden Flüssigkeit verhindert.-
Die Gärung verläuft unter .der Wirkung einer genügenden Schutzsäuerung in der gärenden
Flüssigkeit, damit nicht nur weiße, sondern auch haltbare Hefe neben Spiritus erzeugt
wird. Bei Benutzung des vorliegenden Verfahrens kann selbst aus solchen Melassen
eine weiße haltbare Hefe gewonnen werden, die nach den bisher bekannten Verfahren
keine gute Hefe ergeben..
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Das Verfahren kann so durchgeführt werden, daß die verdünnte Melasse
nach dem Zusatz der Säure einschließlich der Phosphorsäure und nach Bildung einer
flockigen Ausscheidung alsbald filtriert und unter Verwendung stickstoffhaltiger
Nährstoffe vergoren wird. Bei Vermeidung des Zusatzes von neutralen Ammoniumsalzen,
wie Ammoniumsulfat, bedarf die Zunahme der Säuerung während der Gärung keiner besonderen
Überwachung, wenn .ein genügend hoher Säurezusatz beim Klären verwendet wurde, da
dann auch so erreicht werden kann, daß der Säuregrad während der Gärung nicht über
den zum Zwecke der Klärung angewendeten Säuregrad hinausgeht.
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Das neue Verfahren zur Gewinnung von Hefe und Spiritus aus Melassemaischen,
das auch mit einer Säuerung der Melasselösung durch Milchsäuregärung vereinigt sein
kann, wird nachstehend in Form von mehreren Ausführungsbeispielen beschrieben: r.
Bei ausschließlicher Verwendung von Mineralsäure und anorganischen Stickstoffverbindungen.
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Die Melasse wird auf eine Temperatur von etwa 7 5 bis i oo° C gebracht
und bleibt bei dieser Temperatur eine kurze Zeit stehen. Sie wird dann mit Kalt-
oder Warmwasser auf io bis 2o° Bllg. verdünnt, die Lösung auf etwa 30° C eingestellt
und mit Mineralsäure so hoch angesäuert, daß eine nachträgliche Säurezugabe zur
gereinigten Melasselösung nicht mehr erforderlich wird. Die Lösung wird nun eine
Zeitlang gelüftet oder bewegt und dann durch Absetzenlassen oder Filtration geklärt.
Die klare Melasselösung wird unmittelbar in den Gärbottich geleitet. Im Gärbottich
oder auch schon auf dem Wege ,dahin wird der Melasselösung Stickstoff ,anorganischen
Ursprungs in Form von flüssigem Ammonmk oder kohlensauren Amm@oniaksalzen zugegeben.
Die Zugabe der nötigen Menge Phosphorsäure kann so erfolgen, daß aufgeschlossenes
Phosphat für sich allein in einem besonderen Gefäß durch Vermischen mit Wasser und
Absetzenlassen geklärt und die klare Phosphorsä urelösung der Melasselösung zugegeben
wird.
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z. Bei ,ausschließlicher Verwendung von Mineralsäure zum Klären der
Melasse und ausschließlicher oder teilweiser Verwendung von Stickstoff organischen
Ursprungs aus Malzkeimen, Getreide o. dgl.
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Die Melasse wird behandelt und geklärt wie unter i angegeben. Die
klare Melass elösung oder nur ein. Teil derselben wird mit den Malzkeimen oder der
verzuckerten Getreidemaische vermischt und auf eine Temperatur von 6o bis 65° C
gebracht, Bei dieser Temperatur bleibt die Maische einige Zeit stehen. Bei Mitverwendung
von Getreidemaischen ist diese Zeit zweckmäßig auf i 2 bis 13 Stunden auszudehnen,
um der Säure der Melasse Zeit zu geben, abbauend auf die Eiweißstoffe des Getreides
einzuwirken. Die Maische wird alsdann nach den Läuterbottichen zum. Läutern überführt.
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Oder es werden Malzkeime oder Getreide für sich allein gemaischt der
Milchsäuerung unterworfen und die abgeläuterte Mahkeim-oder Getreidewürze im Gärbottich
mit der klaren Melasselösung vermischt.
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3. Bei Milchs.äurebildung durch Bakterien.. Die Melasse wird auf io
bis 2o° Bllg. verdünnt, mit Mineralsäure neutralisiert, auf eine Temperatur von
5o bis 6o° C gebracht, mit einem Milchsäurezusatz gemischt und. der Gärung überlassen.
Nach genügender Säuerung wird zwecks Sterilisation auf etwa 7o° C erwärmt und danach
auf unter 6o° C abgekühlt. Vor oder nach dem Abkühlen wird etwa fehlende Säure durch
Zugabe von Mineralsäure ergänzt, und zwar wird der Säuregrad so hoch bemessen, daß
die Basen sämtlicher organisch sauren Salze der Melasse durch Mineralsäure gebunden
werden oder doch so hoch, daß nachträgliche Säurezugaben zur geklärtem Melasse vermieden
werden. Darauf wird die Melass.elösung durch Absetzenlassen oder Filtration geklärt.
Im, übrigen wird verfahren
wie unter i und 2, je nachdem Stickstoff
anorganischen oder organischen Ursprungs aus Malzkeimen, Getreide o. dgl. verwendet
wird.
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q.. An Hand eines zahlenmäßigen bis zu Ende durchgeführten Beispiels
ist das Verfahren bei Verwendung von H.S04 als Säuremittel folgendes: Die Melasse
wird ,entsprechend Beispiel i verarbeitet, dabei auf 15'
Bllg. verdünnt, auf
3o° C erwärmt und auf einen Säuregrad von etwa 2 durch Zusatz von H2S04 gebracht.
Die Melasselösung wird nun gelüftet oder bewegt, geklärt und in den Gärbottich geleitet.
Auf ioo kg Melasse werden ,etwa 2 bis 5 kg 2oprozentige NH3-Lösung zugegeben; zweckmäßig
ist es, eine konzentrierte geklärte Lösung -von etwa 3,5 kg Superphosphat der Flüssigkeit
zuzusetzen. Die Mischung wird nun durch Wasserzusatz im Gärbottich auf etwa 5° Bllg.
gebracht und mit Hefe angesetzt; der höchs.e Säuregehalt während der Gärung beträgt
etwa 0,5".