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Verfahren zur- Herstellung von Hefe Die Erfindung bezieht sich auf
ein Verfahren zur Herstellung von Hefe nach dem Zulaufverfahren.
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Nach der Erfindung wird die gärende Würze durch mehrere hintereinandergeschaltete
Zellen ununterbrochen und wahlweise in verschiedenen Schichthöhen geleitet, wobei
ihr in jeder Zelle frische Würze mit den erforderlichen Nährstoffen und gegebenenfalls
1lnstellhefe zugeführt wird und aus der letzten Zelle fertig gegorene Würze ununterbrochen
abgezapft wird. Die Zufuhr von frischer Würze, Nährstoffen, Wasser und gegebenenfalls
von Stellhefe nicht nur am Anfang des Systems, sondern gleichzeitig und in verschiedenen
Mengen pro Zeiteinheit nach den verschiedenen Zellen bewirkt, daß in jeder Zelle
die günstigste Konzentration für die entsprechende Stufe der Gärung hinsichtlich
der Zusammensetzung der Würze und ihres Gehaltes an Mikroorganismen ständig oder
nahezu ständig aufrechterhalten wird sowie daß ein annähernd konstanter Gärungsgrad
in jeder Zelle besteht, was die Betriebskontrolle erheblich erleichtert. Hierbei
können Lüftung und Temperatur für die verschiedenen Zellen verschieden sein.
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Durch die Strömung der Würze -,verden die Zellen selbsttätig reingehalten,
da eine etwa entstandene Infektion mit der Würze fortgeführt wird, was die Voraussetzung
für eine fortlaufende, ununterbrochene Gärung während längerer Zeit bildet.
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Die Zellen sind j e in verschiedenen Höhen miteinander verbunden.
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Beim Auftreten einer Verunreinigung durch Mikroorganismen, die spezifisch
leichter sind als Kulturhefe, beispielsweise Kahmhefe, kann man durch zweckdienliches
Einstellen der oberen Verbindungsleitungen bewirken, daß die Kahmhefe durch das
System schneller strömt als die Kulturhefe und somit nicht Zeit hat, sich so kräftig
zu vermehren, als wenn sie, wie nach den älteren Methoden, sich ebenso lange im
Bottich befindet wie die Kulturhefe. Hierdurch wird ein reineres Enderzeugnis erhalten.
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Man kann aber mit diesen Verbindungsleitungen zwischen den Zellen
nicht nur ein reines Enderzeugnis herbeiführen, sondern auch innerhalb gewisser
Grenzen dessen Gehalt an Kahmhefe regeln. Ein solcher Gehalt kann in gewissen Fällen
erwünscht sein. Kommen als Verunreinigung Mikroorganismen vor, welche spezifisch
schwerer sind als Kulturhefe, dann kann derselbe Zweck dadurch erreicht werden,
daß die unteren Verbindungsleitungen in geeigneter Weise eingestellt werden. Durch
geeignete Einstellung der Verbindungsleitungen zwischen .den Zellen
kann
das Enderzeugnis gleichzeitig sowohl von leichteren als auch von schwereren Mikroorganismen
gereinigt bzw. sein Gehalt an solchen Mikroorganismen geregelt werden. Dies gilt
nicht nur für fremde Mikroorganismen, sondern auch für Kulturhefezellen, die in
einem nicht erwünschten physiologischen Zustande vorliegen.
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Das Verfahren gemäß der Erfindung vereinigt die durch die ununterbrochene
Führung gegebene erhebliche Ersparnis an Arbeit, Zeit und Raum mit dem Vorteil,
jeden erwünschten Einfluß auf die Zusammensetzung der gärenden Würze auf jeder Stufe
der Gärung in ebenso hohem Maße wie bei periodischem Arbeiten zu ermöglichen, aber
sicherer kontrollierbar durch das unveränderte Bestehen verschiedener Gärungsstufen
zu sein, und gewährt außerdem die Möglichkeit einer Selbstreinigung der Hefe während
der Gärung, die bei periodischem Arbeiten nicht durchführbar ist.
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Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung ein
Beispiel für die Durchführung des Verfahrens gegeben.
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Die Einrichtung besteht aus einer Anzahl (hier sechs) Gärzellen Cl,
C2, C3 usw. bis C", die mit Zuleitungen d,., d2, d3 usw. bis d" für die während,des
Gärvorganges kontinuierlich zuzusetzenden Stoffe sowie mit Ableitungen e1, e2, e3
usw. bis en versehen sind. Die Zellen sind untereinander durch Öffnungen a,
b, c
verbunden, die in verschiedener Höhe liegen und durch in der Zeichnung
nicht dargestellte Ventile beliebig geöffnet und geschlossen werden können.
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Die Durchgangszeit für eine Hefezelle durch das gesamte System in
gefülltem Zustande sei mit T bezeichnet, die Zeit, die die Hefe in den einzelnen
Zellen des Systems zubringt, mit t,, t2, t3 usw. bis t"_1, t,=. Dann ist
tl + t2 + t3+ ..- +t.-,+t.= T. Die
Zeit T bei der kontinuierlichen
Gärung entspricht der Gärungszeit plus der halben Separierungszeit bei der periodischen
Gärung.
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Zu Beginn der Gärung sind sämtliche Verbindungen a, b, c zwischen
den Zellen geschlossen. Zunächst wird die Zelle C, innerhalb der Zeit t1 mit Hilfe
der Zuflußleitungen d, mit Stellhefe, konzentrierter Würze, Wasser, Stickstoff-
und Phosphorsäurenahrung und anderen für die Gärung erforderlichen Stoffen gefüllt.
Hierbei wird die Füllung sowie die Lüftung und die Temperatur der Zelle derart reguliert,
daß der Zustand in der Zelle C1 nach erfolgter Füllung dem Zustande entspricht,
der bei der periodischen Gärung 'nach der Zeit
vorliegt. Der Zustand der frisch gefüllten Zelle unterscheidet sich indessen insofern
von dem Zustand der kontinuierlich gärenden Zelle, als im ersteren Falle Hefe vorliegt,
.die verschieden lange Zeit mit der Würze in Berührung gewesen ist und sich infolgedessen
auf verschiedenen Entwicklungsstufen befindet. Die noch ruhende Hefe reichert sich
unten an. Die Hefe, die zu sprossen beginnt, steigt etwas aufwärts infolge anhaftender
Kohlensäurebläschen. Fremde Mikroorganismen steigen infolge ihres spezifischen Gewichts,
das von dem der Kulturhefe im allgemeinen wesentlich abweicht, ganz an die Oberfläche
oder sinken ebenfalls zu Boden. Die mittleren Schichten weisen sonach die wertvollsten
Hefebestandteile auf. Durch mäßige Lüftung kann diese Schichtung noch unterstützt
werden.
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Nach Befüllung der Zelle Cl, d. h. also nach der Zeit t,, wird die
mittlere, zur Zelle C2» führende Verbindung b, geöffnet. Gleich--. zeitig wird der
Zulauf der verschiedenen-Agenzien durch die Zuleitungen d, so reguliert, daß die
Zusammensetzung der Würze in der Zelle C, sowie die Flüssigkeitshöhe dauernd konstant
bleibt. Nunmehr werden auch die -Zuleitungen d2 geöffnet und so einreguliert, daß
die Zelle C2 innerhalb der Zeit t2 gefüllt ist, und zwar derart, daß der Zustand
der in der Zelle C2 enthaltenen; Würze dem Zustand der periodischen Gärung; nach
der Zeit entspricht. Der Zustand; der Gärlösung
in den einzelnen Zellen bleibt also ständig konstant. Stellhefe wird ge-;, wöhnlich
nur der Zelle C" nicht aber den fol-: genden Zellen zugeführt. Hierauf wird die:
Zelle C3 in der gleichen Weise durch Offnen der Verbindung b2 und der Zuleitungen
d3 innerhalb -der Zeit t3 gefüllt, und zwar mit Würze einer solchen Zusammensetzung,
daß' der Zustand .der gefüllten Zelle dem Zustand der periodischen Gärung nach der
Zeit
entspricht usf. . Entsprechend weist die Zelle C" einen Vergärungsgrad auf, der
der Zeit
entspricht. In dieser Zelle, die erheblich weniger gelüftet wird als die übrigen
Zellen, findet eine deutliche Schichtung der Gärlösung statt. Die Bodenschichten
entsprechen dem Zustande nach der Zeit T, während die Oberflächensclüchten den Zustand
nach der Zeit T -tn aufweisen.
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Sobald das ganze System gefüllt ist, zeigt sich, daß .die am Boden
der Zelle C" befindliche Würze voll ausgegoren ist. Alsdann beginnt man mit dem
kontinuierlichen Ableiten der Würze durch die Leitung e". Die Menge der abgeleiteten
Würze wird entsprechend der Menge der kontinuierlich zufließenden Zusätze
geregelt.
Aus der abgelassenen Würze wird die Hefe in .bekannter Weise abgeschieden.
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Während der Füllung strömt also nur die beste Hefe durch die Zellen.
Unerwünschte Mikroorganismen werden in den oberen und unteren Schichten jeder Zelle
angereichert. Nach einiger Zeit werden die Verbindungen a1, a., a3 usw. und c.,
c2, c3 usw. geöffnet und die Verbindungen b,, b2, b3 usw. geschlossen. Die
unerwünschten Mikroorganismen wandern nun schneller als in der Zeit T durch das
System und können sich daher nicht im gleichen Maße wie die Kulturhefe vermehren.
Gleichzeitig werden durch die Leitungen ci, c., c3 usw. auch tote oder kranke Kulturhefezellen
entfernt. .Während der Entfernung der Verunreinigungen, die sich beim Inbetriebsetzen
der Anlage anhäufen, setzt sich der Reinigungsprozeß- der Stehhefe, die kontinuierlich
der Zelle C,_ zugeführt wird, ständig fort. Die ausgegorene, aus der Zelle Cn abgeleitete
Würze enthält folglich als Endprodukt eine reinere Hefe, als sie aus dem gleichen
Ausgangsmaterial bei periodischer Vergärung erhalten werden kann. Außerdem erhält
man infolge der bereits in den ersten Zellen eintretenden Schichtung eine homogenere
Hefe in dem System, die sich in jeder Zelle auf einer bestimmten Entwicklungsstufe
befindet. Man kann also dadurch, daß die jeweils erforderlichen Zusätze und die
Gärbedingungen in jeder einzelnen Zelle an die .dort vorherrschende bestimmte Entwicklungsstufe
der Hefe angepaßt werden, ein wesentlich besseres Ergebnis als bei periodischer
Vergärung erzielen.