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Verfahren zur Vorbereitung von S"ulfitablauge für die Hefeerzeugung
Bei der Herstellung von Hefe aus Sulfitablauge tritt der Mißstand auf, daß sich
im Gärbottich die Verunreinigungen der Sulfitablauge, beispielsweiseGerbstoff, Kalk,
Eism-und Kupfersalze, Schwefeldioxyd usw., abscheiden und die Hefe entfärben und
zerstören. Auch können gewisse in der Sulfitablauge verbliebene Stoffe mit gewissen
Nährstoffen, wie beispielsweise Phosphor-, Stickstoff- usw. Verbindungen mit Ammoniak
oder Superphosphatfällungen, N iederschläge bilden, welche die Hefe beeinträchtigen.
Bei der Hefezüchtung dürfen in der Ablauge keine derartigen schädlichen Fremdstoffe
vorhanden sein, und es dürfen auch keine Reaktionen stattfinden, die schädliche
Spaltprodukte ergeben, denn die Hefe adsorbiert dann solche Stoffe, und diese können
nachher nicht durch irgendeine Nachbehandlung entfernt werden.
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Es ist der Vorschlag gemacht, aus der Sulfitablauge vor der Einführung
in den Gärbottich diese schädlichen Bestandteile durch Neutralisationsmittel und
durch Lüftung auszuscheiden, aber frühere Erfinder haben mit ihren Versuchen keinen
Erfolg gehabt und eine brauchbare Hefe aus Sulfitablauge nicht herstellen können.
Hauptsächlich dürfte dieses darin seine Ursache haben, daß die Neuträ,lisierung
in unzweckmäßiger Weise, beispielsweise zu schnell, durchgeführt wurde. Es hat sich
nun herausgestellt, daß eine vollständige Ausscheidung der schädlichen Bestandteile
dann möglich ist, `nenn die Lauge in dem Maße mit neutralisierenden Stoffen behandelt
wird, daß die bereits neutral gemachte Nährflüssigkeit über die ursprünglich vorhandene
Säuremenge hinaus so weit alkalisch gemacht wird, daß die an das Lignin noch lose
gebundenen Säuren bei ihrem allmählichen Freiwerden ebenfalls neutralisiert werden
und die Nährflüssigkeit am Schlusse des Verfahrens alkalisch ist.
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Die Alkalität der Nährflüssigkeit wird so abgepaßt, daß während der
Hefezüchtung die geeignetste Azidität bzw. Alkalität der Würze im Gärbottich durch.Zusatz
von basisch oder sauer reagierenden - Salzen, beispielsweise Ammoniumsulfat, Ammoniumphosphat,
Calciumphosphat,Superphosphat u. dgl., ohne eine wesentliche Hinzufügung von freien
Alkalien oder Säuren, wie Ammoniak oder Schwefelsäure, aufrechterhalten werden kann.
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Das folgende Beispiel veranschaulicht, wie man einen guten Erfolg
erreichen kann.
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Die Lauge, die vom Sulfitkocher gewöhnlich über zoo° warm kommt, wird
einem Neutralisationsgefäß zugeführt. Wenn erforderlich, beispielsweise wenn die
Lauge wegen langen Transportes kalt geworden ist, soll sie bis auf 8o bis 9o° erwärmt
werden. Das Neutralisationsmittel
wird zweckmäßig in fein verteilter
Form, beispiels:7"veise - in- Form von kohlensaurem Kalk; Kalkstein oder Kaustisierschlamm
der, -Sulfatfabrilzation o. dgl., zugesetzt, wobei der Zusatz zweckmäßig stufenweise
stattfindet. Durch die stufenweise Zufuhr vermeidet man Zuckerzerstörung durch örtlich
auftretende allzu starke Alkalität. Um das Neutralisationsmaterial in inniger Berührung
rnit der Lauge zuhalten, wird diese umgerührt; zweckmäßig durch Einblasen von Luft.
Dieses Lufteinblasen soll so kräftig sein, daß freie oder bei der Neutralisation
freigemachte Gase, beispielsweise Kohlendioxyd und Schwefeldioxyd, dadurch herausgetrieben
werden, und ferner so stark, daß diejenigen Stoffe der Lauge, die zufolge der Lüftung
während der folgenden in der Lauge stattfindenden Hefezüchtung oxydiert und ausgefällt
werden und dadurch die Lauge beschädigen könnten, schon während der Neutralisation
oxydiert und ausgefällt werden. Da es sich herausgestellt hat, daß die Reaktionen,
die in dieser Weise durch die Neutralisation verursacht wer=den, eine ziemlich lange
Zeit in Anspruch nehmen, wird die Lauge zweckmäßig wenigstens 6, vorteilhaft 12
bis 24 Stunden gelüftet, von dem Zeitpunkt an gerechnet, . wo der erste Satz von
'Neutralisationsmaterial zugesetzt wurde.
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Es hat sich am zweckmäßigsten erwiesen, die Neutralisation so weit
zu treiben, daß die erhaltene Reaktion der Lauge durch die ganze Laugmasse völlig
gleichartig ist und daß sie auch nach einiger Zeit Aufbewahrung der neutralisierten
Lauge ziemlich stabil bleibt, andernfalls die Gefahr weiterer Ausfällungen während
der Hefezüchtung besteht. Da dies mit Kalkstein allein nur schwer zu erreichen ist,
wird nach dem Kalksteinzusatz, beispielsweise eine oder ein paar Stunden darnach,
irgendein alkalisches Mittel, beispielsweise Calciumhydroxyd, gebrannter Kalk o.
dgl., zweckmäßig in der Form von Kalkmilch zugesetzt. Die Neutralisation wird in
dieser Weise beispielsweise so weit getrieben, daß nach der Neutralisation- die
Lauge einen Alkalitätsgrad von ö,2 bis o,5 oder mehr aufweist. Unter Alkalitätsgrad
versteht man in diesem Zusammenhang die Anzahl von Kubikzentimetern normaler Säure,
die zur Neutralisation von ioo ccm Sulfitablauge unter Verwendung von Lalmus als
Indikator erforderlich ist. Die Menge zugesetzten Kalksteins kann zwischen beispielsweise
4. und 8 kg, die Menge von Kalk zwischen beispielsweise 0,3 und 5 kg, alles
auf i cbm Sulfitablauge berechnet, schwanken, je nach der Zusammensetzung der verwendeten
Lauge. Nachdem die Lüftung vollendet ist, werden die gebildeten Niederschlage beispielsweise
durch Schleudermaschinen, Filterpressen oder durch Sedimentierung und Dekantierung
abgetrennt. Für die Sedimentierung soll die Lauge wenigstens 6, zweckmäßig z2 bis
24 Stunden stehenbleiben.
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Um weitere für die Hefe schädliche Bestandteile der vorbehandelten
Laage, beispielsweise Eisen- und Kupfersalze, auszufällen, ist es oft zweckmäßig,
eine weitere Ausfällung mit Alkali, beispielsweise Soda oder Weißlauge der Sulfatfabrikation,
vorzunehmen. Diese Ausfällung soll zweckmäßig in einem zweiten Neutralisationsgefäß
und vorteilhaft unter Lüftung vorgenommen werden, wobei die Lauge zweckmäßig warm
sein soll. Die Lüftung soll eine oder mehrere, vorzugsweise 6 Stunden oder mehr
nach dem Alkalizusatz dauern, wonach man die Lauge 6 bis 12 Stunden oder länger
stehenläßt. Es ist vorteilhaft, die Lauge hierbei so stark alkalisch zu machen,
daß die Azidität, welche von den während der Hefezüchtung gebildeten Säuren und
den von den zugesetzten Nährmitteln etwa herrührenden Säuren verursacht wird, herabgesetzt
wird, so daß die gewünschte Reaktion der Lauge aufrechterhalten werden kann. Man
macht daher die Ablauge so stark alkalisch, daß bei der Hefezüchtung die geeignetste
Azidität bzw. Alkalität der Würze im Gärbottich durch Zusatz von basisch oder sauer
reagierenden Salzen, beispielsweise Ammoniumsulfat, Ammoniumphosphat, Calciumphosphat,
Superphosphat u. dgl., ohne eine wesentliche Hinzufügung von freien Alkalien oder
Säuren, wie Ammoniak oder Schwefelsäure, aufrechterhalten werden kann. Im allgemeinen
empfiehlt es sich, die Alkalität so abzupassen, daß die Hefezüchtung in einer Würze
erfolgt, deren Azidität allmählich abnimmt, und d aß die gegen Ende der Hefezüchtung
alkalische Reaktion beispielsweise einen Alkalitätsgrad von o,i bis o,2 aufweist.
Der Lauge kann zu diesem Zwecke eine Alkalität von. 0,5 bis etwa i,o gegeben werden.
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Die Menge zugesetzten Alkalis kann zwischen Grenzen schwanken, die
ioo bis 8oo g Soda pro Kubikmeter Lauge entsprechen.
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Nachdem die Lüftung nach dem zweiten Neutralisationsvorgang beendigt
.ist, werden die entstandenen Niederschläge durch Separieren, Filtrieren oder Sedimentieren
und Dekantieren abgetrennt. Die Lauge soll sich am zweckmäßigsten wie eine völlig
dissoziierte Lösung auch bei Verdünnung mit Wasser verhalten. Sämtliche Neutralisationsvorgänge
sollen in völlig geschlossenen Gefäßen, die mit dem erforderlichen Auslaß für die
eingeblasene Luft versehen sind, ausgeführt werden. Diese Luft soll vor der Verwendung
sterilisiert ,werden, wenigstens wenn die Lauge alkalisch ist, zwecks Verhinderung
der Infektion durch Schimmelpilze usw. Die
Dekantierung der Lauge
geschieht zweckmüßig stufenweise mit den oberen Schichten zuerst, je nachdem die
Lauge für die Hefezüchtung erforderlich ist.
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Die Menge der der Lauge zuzusetzenden Alkalien und der Zeitpunkt hierfür
hängen von der Beschaffenheit der-Lauge ab. Sie sind im Einzelfalle durch Versuche
zti bestimmen. Die im nachstehenden -egebene- Zusammenstellung ist der Praxis entnommen:
| Neutralisation von Sulfitablauge |
| Datum Stunde C ° . Balling Sär lde- Alhalää ts- kg cbm |
| I .., |
| Die Zugabe Lüftung von Kalksteinmehl beginnt .. . . . . 14-
X. 2' 0 84 14,2 10,4 79 |
| beginnt .................. |
| Zugabe von Kalksteinmehl ' |
| beendet ................... I4. X. 2.45 80 2,9 550 |
| Zugabe von gebranntem Kalk |
| beginnt...........:....... |
| Kalk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14. X.
4- 0 73 0,3+ Zoö |
| 14. X. 5* 0 73 0,3 |
| 14. X. 6- 0 72 0,1 25 |
| 14. X. 6-30 71 0,3 |
| 14. X. 7'30 70 0,2 15 |
| 14. X. 8-3o 69 0,3 |
| 14. X. 9-3o 69 0,3 |
| 14. X. 1i- o 69 0,3 |
| 14. X. 123o 68 0,3 |
| 14. X. 15- o 66 0,0 20 |
| 14. X. 1530 66 0,3 |
| 14. X. 17- o 65 0,3 |
| Soda . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14. X.
18- o 65 1,o -f- 8o |
| 14. X. 193o 63 o,9 |
| 14. X. 22- o 63 o,9 |
| 14. X. 23' o 62 0,7 |
| Lüftung beendet............. 14. X. 24- o 62 0,7 82 |
Dadurch, daß in der im vorstehenden beschriebenen Weise die Alkalien der Laug,.
iin Laufe der Vorbereitung nacheinander zugesetzt werden, gelingt es, :die bereits
neutral gemachte Nährflüssigkeit über die ursprünglich vorhandene Säuremenge hinaus
so weit alkalisch zu machen, daß die an das Li.gnin lose gebundenen Säuren nach
ihrem allmählichen Freiwerden ebenfalls neutralisiert werden, ohne daß hierbei durch
eine vorübergehend auftretende zu starke Alkalität eine Zerstörung von Zucker stattfindet.