Gärverfahren zur Herstellung von Hefe und Spiritus Es wurde gefunden,
daß bei der Erzeugung von Backhefe und Spiritus nach dem üblichen Gärverfahren die
Wachstumszeit bzw. die Zeit für die Vermehrung der Hefe eine während der ganzen
Gärzeit unterschiedliche ist. Beispielsweise vermehrt sich die Hefe in der ersten
Stunde um das i,ifache, in der zweiten Stunde um das i,q.fache der Menge der ersten
Stunde, in der dritten Stunde um das 2,ifache der Menge der zweiten Stunde, in der
vierten Stunde um. das i,6fache der Menge der dritten Stunde, während in den letzten
Gärstunden die Vermehrungsgeschwindigkeit noch weiter abnimmt.Fermentation process for the production of yeast and alcohol It was found
that in the production of baker's yeast and alcohol according to the usual fermentation process
Growth time or the time for the yeast to multiply one during the whole
Fermentation time is different. For example, the yeast will multiply in the first
Hour by i, times, in the second hour by i, q times the amount of the first
Hour, in the third hour by 2 times the amount of the second hour in the
fourth hour at. 1.6 times the amount of the third hour, while in the last
Fermentation hours the speed of reproduction decreases even further.
Es hat sich nun als vorteilhaft erwiesen, die Nährstoffe dem Gärbottich
in einer der Wachstumsgeschwindigkeit der Hefe entsprechenden Weise zuzuführen,
wobei aber die Wachstumsgeschwindigkeit noch geregelt werden muß durch die Zugabe
des Sauerstoffes. Nach dem jetzigen Stand der Gärtechnik werden i cbm Maische pro
Stunde, je nach der Hefeausbeute, q.o bis ioo cbm Luft zugeführt, und man erreicht
dadurch 25 bis 75 kg Hefe; bezogen auf ioo kg Melasse, und entsprechende Spiritusausbeuten,
die -beispielsweise bei 25 kg Hefeausbeute 221 Spiritus pro ioo kg Melasse betragen
können.It has now proven beneficial to add the nutrients to the fermentation vat
to be added in a manner appropriate to the rate of growth of the yeast,
but the rate of growth still has to be controlled by the addition
of oxygen. According to the current state of fermentation technology, i cbm mash pro
Hour, depending on the yeast yield, q.o to 100 cbm of air is added, and one reaches
thereby 25 to 75 kg yeast; based on 100 kg of molasses, and corresponding alcohol yields,
which, for example, at 25 kg yeast yield, amount to 221 alcohol per 100 kg of molasses
can.
Da die theoretische Luftzufuhr zur vollständigen Vergärung von i kg
Melasse etwa 50o 1 Luft beträgt, ist es ersichtlich, daß mit der vorgenannten Luftzufuhr,
die ein Vielfaches der theoretischen Luftzufuhr ist, ein großer Teil des Spiritus
herausgeblasen wird. Das folgende Beispiel gibt dafür einen Anhalt: bei 2ofacher
Verdünnung enthält r cbm Maische 50 kg Melasse, die Luftzufuhr zur vollkommenen
Vergärung, d. h. zur vollkommenen Überführung der Melasse in Hefe ohne Alkoholgewinnung,
würde etwa 25 ooo 1 Luft insgesamt betragen; sollen nur 3o % Hefe hergestellt
werden, so,.stellt sich die Luftzufuhr dabei auf 7 5001 insgesamt, es würden also
in ersterem Falle bei einer Gärdauer von 8 Stunden pro Stunde etwa 3 200 1, im zweiten
Falle pro, Stunde 96o 1 Luft im Mittel ausreichen, während nach dem jetzigen Stand
der Gärtechnik in beiden Fällen das 3o- bis 40fache Luftquantum angewendet wird.
Damit jedem Kubikmeter Luft bei der Gärtemperatur von 30° C und bei i Volumprozent
Alkoholgehalt der Maische 5 ccm Alkohol ausgeblasen werden, ist der stündliche Alkoholverlust
bei 40 cbm Luft und bei achtstündiger Gärung pro Kubikmeter Maische etwa i,61. Hat
die Maische i,5 Volumprozent Alkohol, so sind in i cbm enthalten 15 1 Alkohol;
der Verlust beträgt also nach dem Vorstehenden etwa 1o % und würde nur
0,25 °/o betragen, wenn man mit der theoretischen Luftmenge arbeitete. Es
wurde nun gefunden, daß man, wenn man die Luft der Maische in ganz feinen Bläschen
zuführt, diesen Alkoholverlust von i o °/o auf etwa i 1/o reduzieren kann, wobei
die Luftmenge für i cbm Maische dann nur i bis 5 cbm bei einer Ausbeute von 30 °4
Hefe
beträgt, d. h. in der ersten Stunde gibt man I cbm und steigert dann die Luftzufuhr
entsprechend dem Wachstum der Hefe. Durch die Regulierung der Luftzufuhr und die
Teilzugaben der Nährlösung für die beabsichtigte Vermehrung der Hefe, die allein
von der Luftzufuhr abhängt, gelingt es, neben der theoretischen Hefeausbeute eine
beinahe theoretische Spiritusausbeute zu erzielen.Since the theoretical air supply for complete fermentation of 1 kg of molasses is about 50o 1 air, it can be seen that with the aforementioned air supply, which is a multiple of the theoretical air supply, a large part of the spirit is blown out. The following example gives an indication of this: at 2-fold dilution, r cbm mash contains 50 kg of molasses, the air supply for complete fermentation, ie for complete conversion of the molasses into yeast without alcohol extraction, would amount to about 25,000 1 air in total; If only 30 % yeast are to be produced, the air supply is set to 75001 in total, so in the first case, with a fermentation time of 8 hours, about 3,200 liters per hour, in the second case 96o 1 air per hour Means are sufficient, while according to the current state of fermentation technology, 3 to 40 times the amount of air is used in both cases. So that every cubic meter of air is blown out at a fermentation temperature of 30 ° C and 5 ccm of alcohol by volume in the mash, the hourly loss of alcohol at 40 cbm air and with eight-hour fermentation per cubic meter of mash is about 1.61. If the mash has 1.5 percent alcohol by volume, 1 cbm contains 1 5 liters of alcohol; the loss is therefore about 10 % according to the foregoing and would be only 0.25 % if one worked with the theoretical amount of air. It has now been found that if the air is fed to the mash in very fine bubbles, this alcohol loss can be reduced from 10% to about i 1 / o, the amount of air for 1 cbm of mash then being only 1 to 5 cbm a yield of 30 ° 4 yeast, ie in the first hour one gives 1 cbm and then increases the air supply according to the growth of the yeast. By regulating the air supply and adding part of the nutrient solution for the intended reproduction of the yeast, which depends solely on the air supply, it is possible to achieve an almost theoretical alcohol yield in addition to the theoretical yeast yield.
Die nachstehenden Zahlen geben dafür ein Beispiel
Versuche i 1I III
Luft in Kubikmeter 6 4 2
Hefe in Kilogramm 40 30 25
Spiritus in Liter ... 22,4 25,8 27
Aus diesen Versuchen ist ersichtlich, daß, falls man die Luft in feinen Bläschen
zuführt, die Spiritusausbeute sehr steigt. Will man hohe Hefeausbeuten erzielen,
z. B. I oo kg Hefe aus ioo kg Melasse, so steigt der Luftbedarf entsprechend; er
stellt sich bei der angewendeten 33fachen Verdünnung in diesem Falle auf etwa io
bis I2 cbm Luft pro Kubikmeter Maische und beträgt damit 1/10
des nach dem
jetzigen Stande der Gärtechnik angewendeten Luftquantums.The numbers below give an example Attempts i 1I III
Air in cubic meters 6 4 2
Yeast in kilograms 40 30 25
Spirit in liters ... 22.4 25.8 27
From these experiments it can be seen that if the air is supplied in fine bubbles, the alcohol yield increases considerably. If you want to achieve high yeast yields, e.g. B. 100 kg of yeast from 100 kg of molasses, the air requirement increases accordingly; With the 33-fold dilution used, in this case it is around 10 to 12 cbm of air per cubic meter of mash and is thus 1/10 of the amount of air used according to the current state of fermentation technology.
Die Vorteile, welche sich daraus ergeben, bestehen einmal aus der
Verringerung der Spiritusverluste, das andere Mal aus der Kraftersparnis für die
Gärstation, welche nur $5 bis go °lo des jetzigen Kraftbedarfs betragt.The advantages that result from this consist of the
Reduction of the alcohol losses, the other time from the energy savings for the
Fermentation station, which is only $ 5 to go ° lo of the current power requirement.
Bekannt ist wohl die Zugabe der Nährflüssigkeit in Etappen, beispielsweise
gemäß der britischen Patentschrift 230 110, jedoch ist es nicht
bekannt, daß man dabei gleichzeitig die Zugabe des Sauerstoffes bzw. der Luft ebenfalls
nach dem beabsichtigten Wachstum bzw. der beabsichtigten Vermehrung der Hefe genau
regulieren muß. Wenn man auch in der Gärungstechnik bei niedrigerer Hefeausbeute
weniger Luft zugibt, so übersteigen die zugeführten Luftquanten doch um das Vielfache
die in den angeführten Beispielen verwandten Luftmengen.The addition of the nutrient fluid in stages is known, for example according to British patent specification 230 11 0, but it is not known that the addition of oxygen or air is also precisely carried out according to the intended growth or reproduction of the yeast must regulate. Even if less air is added in fermentation technology with a lower yeast yield, the amount of air supplied exceeds the amount of air used in the examples given many times over.