DE472870C

DE472870C - Verfahren zur Herstellung von Glyzerin durch Gaerung

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Publication number: DE472870C
Application number: DEC30046D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1921-01-26
Filing date: 1921-01-26
Publication date: 1929-03-09

Description

Verfahren zur Herstellung von Glyzerin durch Gärung Es ist bekannt, Zucker in Gegenwart von Natriumsulfit und Calciumcarbonat mit Hefe in möglichst neutraler Lösung zu vergären. Trotz der Anwesenheit von Calciumcarbonat ist es jedoch auf diese Weise nicht möglich, ein Sauerwerden der Gärflüssigkeit zu verhindern. Dabei erhält man eine Ausbeute an Glycerin bis zu 21,30 g auf roo g Zucker aus roprozentigen Zuckerlösungen. Diesen Lösungen ist bis zu 75 % des Zuckers an Natriumsulfit zugesetzt. Bei Zusatz von etwa 8o % des Zuckers an N atriumsulfit erzielt man eine Ausbeute bis zu 27,3 % Glycerin. Will man die Glycerinausbeute steigern, so braucht man bis zu Zoo % des Zuckers an Natriumsulfit, aber auch in diesem Falle steigt die Ausbeute nicht über 36,7 %.
Gegenstand der Erfindung ist eine Verbesserung des Verfahrens der Gärung bei Gegenwart von Natriumsulfit mit den Wirkungen einer Erhöhung der Ausbeute an Glycerin, einer Verkürzung der Gärungszeit und eines -bedeutend geringeren Salzaufwandes.
Diese Wirkungen werden überraschenderweise dadurch erzielt, daß neben normalem Sulfit der Gärflüssigkeit Bisulfit zugesetzt wird. Durch diesen Zusatz von Bisulfit wird außerdem eine unmittelbare Spaltung des Normalsulfits zur Bindung des Acetaldehyds als Acetaldehydbisulfit unnötig gemacht.
Nach dem Verfahren gemäß der Erfindung erhält man eine bedeutend größere Ausbeute an Glycerin als nach den bisher bekannten Verfahren, und zwar erhält man beispielsweise nahezu bis zu 45 °/a durch Zusatz von Sulfit in Form eines Gemisches von Normalsulfit und Bisulfit in Mengen von nur 7004 des verwendeten Zuckers.
Bei bekannten Verfahren, bei denen Salz in hohem Verhältnis zu Zucker angewandt wird, wird der Salzsättigungspunkt der Lösung bei verhältnismäßig niedriger Zuckerkonzentration erreicht. Bei Verwendung gemischter Sulfite jedoch ist das Verhältnis von Salz zu Zucker bemerkenswert niedriger, und demzufolge ist eine höhere Zuckerkonzen-. tration zulässig.
Das Ergebnis des Vorganges ist abhängig von dem Mengenverhältnis zwischen Normalsulfit und Bisulfit, da diese beiden Salze in einem solchen Verhältnis zueinander zugesetzt werden müssen, daß sich eine gegen Lackmus neutrale oder annähernd neutrale Lösung ergibt. Je nachdem, ob die gewünschten Enderzeugnisse im wesentlichen Glycerin und Acetaldehyd oder eine Mischung von Glycerin und Acetaldehyd zusammen mit einer gewissen Menge Alkohol sind, muß das Verhältnis der Menge an gemischten Salzen zur Menge des Zuckers, wie in den nachstehenden Beispielen r bis q. angegeben, geändert werden. Diese Beispiele zeigen, daß, wenn die Menge der gemischten Sulfite gegenüber dem Zucker wächst, eine entsprechend höhere Glycerinausbeute erhalten wird.
In dem folgenden Beispiel r handelt es sich um die Erzielung einer Höchstausbeute an Glycerin im Verhältnis zum Acetaldehyd und Alkohol, während nach Beispiel 2 eine geringere Menge an Glycerin und eine größere Menge an Alkohol erzielt wird.
Wenn das Verhältnis von Bisulfit zu Normalsulfit bei fortschreitender Gärung durch Zusatz von Bisulfit, wie in Beispiels angedeutet, verändert wird, wird dieAlkalität auf ein Mindestmaß gebracht. Anderseits kann man die übliche, neutral reagierende Salzmischung zusetzen und durch einen geeigneten Zusatz von Natriumbisulfitlösung die gewünschte oder annähernde Neutralität gegenüber Lackmus in der Gärlösung erreichen.
Das Verhältnis von Bisulfit zu Normalsulfit muß in Übereinstimmung mit der Menge des während der Gärung gebildeten Natiiumbicarbonats vergrößert werden, um .die Neutralität beizubehalten. Der Grad der Veränderung muß von Zeit zu Zeit durch Titrieren der Gärflüssigkeit festgestellt werden. Die durch Zusatz von Bisulfit erhaltene Neutralität der Lösung macht es möglich, sehr viel Gärstoffe zu verwenden, ohne daß besondere Vorsichtsmaßregeln erforderlich sind. Beispiel i Einer wässerigen Lösung von etwa 67,51 von Zuckermelasse mit iol/2 % (= 7 kg) völlig vergärbarem Zucker setzt man eine Hefekultur und eine wässerige Lösung zu, die etwa 2,25 kg eines Gemisches von Natriumsülfit und Natriumbisulfit in gleichen Teilen enthält. Die so erhaltene Lösung zeigt eine neutrale Reaktion gegen Lackmus. Nach 18 Stunden Gärung wird etwa i kg der Sulfitmischung zugesetzt, welche .vorher in einem Teil der Gärflüssigkeit gelöst worden ist. Der Zusatz wird mit 0,5 kg der Salzmischung nach 24 Stunden und mit weiteren 0,5 kg nach 26 Stunden wiederholt. Bei diesem Vorgang werden innerhalb 12o Stunden etwa 86% des Zuckers verbraucht. Die Glycerinausbeute, berechnet aus der Menge des gebundenen Sulfits und auf .Grund der verbrauchten Zuckermengen, beträgt etwa 351/Z % , entsprechend 304°/o Glycerin, bezogen auf das @*et/-des verwendeten Zuckers. Das Gewicht der verwendeten gemischten Salze entspricht demnach 6o,6% des Zuckergewichtes; die Durchschnittstemperatur liegt bei etwa 36°.
Bei Fortsetzung der Gärung und bei Vermehrung der Gesamtmengen des zugesetzten Sulfits, beispielsweise bis zu etwa 70 % des verwendeten Zuckers, kann die Ausbeute an Glycerin annähernd bis zu 45 0/", berechnet auf den verbrauchten Zucker, gesteigert werden'- Gegenüber dem bekannten Verfahren, nach dem eine. Menge von bis zu zoo "/0 Natriumsulfit, bezogen auf Zucker, angewendet werden muß, um 36'/, Glycerin, bezogen auf den verwendeten Zucker, zu gewinnen, wird im vorliegenden Fall, um nahezu 45% Glycerin zu erhalten, die höhere Ausbeute mit nur 70% Salzgemisch, bezogen auf Zucker, erzielt. Durch Vermeidung eines großen Überschusses an Sulfiten erreicht man den Vorteil, daß die Aufarbeitung der Gärungsflüssigkeit beträchtlich erleichtert wird. Beispiel e I25,01 einer Rohrzuckerlösung, enthaltend 31,9 kg Glukose, werden sterilisiert und mit etwa 2 kg Preßhefe gemischt. Innerhalb eines Zeitraumes von 5 Tagen wird absatzweise, wenn die Gärung ihren Höhepunkt erreicht hat, eine wässerige, gegen Lackmus annähernd neutrale Lösung eines Gemisches von gleichen Gewichtsteilen Natriumsulfit (95prozentig) und Natriumbisulfit (95prozentig) zugesetzt. Zuerst werden jedesmal Mengen von 1,6 kg des Salzgemisches, jeweils gelöst in etwa 6,41 Wasser, zugegeben. Im ganzen wird während -der gesamten Gärungsdauer ein etwa 22,1 kg Natriumsulfit entsprechendes Salzgemisch zugefügt. Dieses entspricht etwa 69,2 0/0 Zucker und wird in etwa 711 Wasser gelöst. Man überläßt alsdann die Gärung sich selbst für weitere 4 Tage bei einer Temperatur von 35 bis 37°.
Die Analyse ergibt eine Ausbeute von 42,7 % Glycerin, von 2i,8 0/0 Acetaldehyd und von nur 4,5 °/a Alkohol, bezogen auf die Zuckermenge.
Beispiel 3 18441 einer Rohrzuckerlösung, enthaltend 37,3 kg Glukose, werden sterilisiert und mit 18 kg Preßhefe gemischt. Innerhalb von 3 Tagen wird eine wässerige Lösung eines Gemisches von gleichen Teilen Natriumsulfit (95prozentig) und Natriumbisulfit (95prozentig) nach und nach zugesetzt, und zwar anfangs jedesmal gegen 3 kg und später 1,5 kg fdes Sulfitsalzgemisches, in 1o,81 Wasser gelöst.
Insgesamt wird während der ganzen Zeitdauer ein Salzgemisch, das etwa einer Lösung vori 23,2 kg Natriumsulfit, entsprechend 620/0 des Zuckergewichtes, in 104,41 Wasser entspricht, hinzugefügt. Die Gärung bleibt sich weitere 3 Tage bei einer Temperatur von 35 bis 37° überlassen.
Die Analyse ergibt eine Ausbeute von 4o % Glycerin, i9,9 °/o Acetaldehyd und 7;6 0/0 Alkohol, bezogen auf die verbrauchte Zuckermenge. Beispiel 4 55,21 einer i i,o kg Glukose enthaltenden Rohrzuckerlösung werden sterilisiert und zu der Hefekultur hinzugefügt, die im Gärbottich von der früheren Gärung zurückgeblieben ist. Innerhalb ? Tagen wird allmählich eine wässerige Lösung eines Gemisches von gleichen Teilen Natriumsülfit (95prozentig) und Natriumbisulfit (95prozentig) zugegeben, und zwar werden jedesmal 0,45 kg des Salzgemisches in 3,01 Wasser verwendet. Im ganzen wird in 34,21 ein Salzgemisch zugesetzt, das etwa 3,5 kg Natriumsulfit, das sind 3r,8% des verwendeten Zuckergewichtes, entspricht. Nach 4 Tagen hört bei einer Behandlungsternperatur von 35° die Gärung auf; alsdann sind 97°,/o des Zuckers verbraucht.
Die Analyse erzielt eine Ausbeute von 23,8 0/0 Glycerin, 11,9 0/0 Acetaldehyd und 25,2% Alkohol, bezogen auf die Menge des verbrauchten Zuckers.
Beispiel s Entsprechend den vorgenannten Beispielen, bei denen man eine gegen Lackmus neutrale oder nahezu neutrale Lösung von gleichen Teilen Normalsulfit und Bisulfit anwendet, wird von Zeit zu Zeit je nach Bedarf eine Bisulfitlösung zugesetzt, um eine neutrale oder nahezu neutrale Gärlösung zu erhalten. Auf diese Weise erhält man Glvcerinausbeuten bis zu q.001;, des verwendeten Zuckers.
Zur Erzielung dieser Ausbeute sind nur 7004 Sulfitgemisch, berechnet als Natriumsulfit und bezogen auf die Menge des verbrauchten Zuckers, erforderlich.

Claims

r. Verfahren zur Herstellung von Glycerin neben Acetaldehyd und Alkohol durch Hefegärung von Zucker in Gegenwart eines löslichen Alkalisulfits, das von Zeit zu Zeit der möglichst lackmusneutral zu haltenden Gärflüssigkeit zugesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß man neben Normalsulfit ein Alkalibisulfit verwendet. z. Verfahren nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß man die Mischung von Normalsulfit und Bisulfit der von der Zuckergärung geforderten Ausbeute an Glycerin oder ,an Acetaldehyd oder an Alkohol anpaßt und dementsprechend das Verhältnis von Bisulfit zu Normalsulfit festlegt. 3. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man nach dem anfänglichen Zusatz der Mischung von Sulfit und Bisulfit mit fortschreitender Gärung eine wässerige Bisulfitlösung zusetzt oder, falls weiter eine Mischung von Sulfit und Bisulfit zugefügt wird, dabei das Verhältnis von Bisulfit zu Normalsulfit allmählich steigert. -