DE630193C - Gaerverfahren zur Herstellung von Alkohol - Google Patents

Gaerverfahren zur Herstellung von Alkohol

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DE630193C
DE630193C DEU11737D DEU0011737D DE630193C DE 630193 C DE630193 C DE 630193C DE U11737 D DEU11737 D DE U11737D DE U0011737 D DEU0011737 D DE U0011737D DE 630193 C DE630193 C DE 630193C
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fermentation
alcohol
yeast
sugar
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12PFERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P7/00Preparation of oxygen-containing organic compounds
    • C12P7/02Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group
    • C12P7/04Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group acyclic
    • C12P7/06Ethanol, i.e. non-beverage
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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Description

  • Gärverfahren zur Herstellung von Alkohol Wenn man eine Zuckerlösung mit Hefe impft -und vor Infektion durch Organismen aseptisch oder antiseptisch schützt, ist eine fermentative Einwirkung während längerer Zeit nicht feststellbar.
  • Während dieser Periode, der sogenannten Inkubationszeit, äußert die Hefe vor. allem vegetative Funktionen und vermehrt sich. Alsdann setzt die alköholische Gärung ein, schreitet fort und verläuft bis zur vollständigen Umwandlung des in der Gärflüssigkeit enthaltenen Zuckers ntirmal.
  • Während eines Teiles dieses Prozesses laufen die fermentativen und vegetativen Funktionen der Hefe.parallel; letztere hören aber auf; sobald die Zellenbildung eine bestimmte Konzentration erreicht hat, die man als spezifische zelluläre Sättigung bezeichnen kann; diese findet ihre Grenze in dem Bestreben jeder Zelle, für sich ein bestimmtes Wirkungsfeld zu reservieren, um ihre diastatischen Funktionen zu maximaler Wirksamkeit zu bringen.
  • Wenn man in diesem Augenblick in das Gärgut ein neues Volumen frischer Zucker-Lösung einträgt, wird der zelluläre Sättigungszustand offenbar. zerstört, und es bilden sich neue Hefezellen, um den Sättigungszustand wiederherzustellen. Diese Vorgänge spielen sich in dem als kontinuierlich bezeichneten industriellen Gärprözeß ab, nach dem man seit langem arbeitet.
  • Bei allen Gärprozessen lief also bislang, gleichgültig welcher Ausführungsform man sich bediente, die Bildung von Alkohol und Hefe parallel.
  • Durch die Untersuchungen von P a s t e u r über die alkoholische Gärung ist bekanntgeworden, daß die Hefebildung ein bestimmtes Zuckerquantum - verbraucht, welches für die Alkoholerzeugung verlorengeht.
  • Dieser dem Aufbau dienende Verbrauch schwankt in der Regel. zwischen 3 und 6 Gewichtsprozenten des anfangs im Gärmedium vorhandenen Zuckers und erreicht zuweilen noch höhere Werte.
  • Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, den Verbrauch an Aufbauzucker zu vermeiden. Bisher hat man in der Technik diesen `-Weg nicht eingeschlagen, dessen Erfolg sich vorteilhaft in einer Steigerung der Alkoholausbeute ausdrückt. Man war im Gegenteil bestrebt, durch Lüftung die Vermehrung der Hefe zu fördern.
  • Um den Zuckerverbrauch zu vermeiden, verfährt man in der Weise; daß man in dem Gärgut den spezifischen zellulären Sättigungsgrad konstant hält, ohne daß sich neue ,Hefezellen in nennenswerter Menge bilden, nachdem dieser Sättigungsgrad ein , für allemal erreicht ist. -Die Erfindung wird im fclgenden an Hand mehrerer Ausführungsformen beispielsweise erläutert: Beispiel i Ein geschlossenes Gefäß, das i 1 io%iger Glucoselösung und die üblichen Nährstoffe (Stickstoff, Phosphor, Kalium usw.) enthält, wird an eine Vakuumpumpe angeschlossen. Die Gärung- wird in bekannter Weise mittels einer reinen Hefe eingeleitet, deren Gärungsoptimum bei 30° liegt. Wenn der spezifische zelluläre Sättigungspunkt erreicht ist, setzt man, die Vakuumpumpe in Betrieb und treibt das Vakuum bis zum Sieden der Flüssigkeit bei der optimalen Gärtemperatur, etwa auf 30 mm Quecksilber, und zieht so außer Kohlensäure noch - Wasser und Alkoholdämpfe ab. -Man bringt nun in das Gefäß eine der ursprünglichen Lösung entsprechende, gegebenenfalls sterile Zuckerlösung in einer solchen Menge ein, als dem Volumen der durch Destillation abgezogenen alkoholischen Flüssigkeit entspricht. Die Zusatzgeschwindigkeit bestimmt sich nach der Geschwindigkeit der Umwandlung von Zucker in Alkohol, die sich nach. der Aktivität der Hefe richtet, beispielsweise beträgt der Zusatz 70' bis ioo ccm pro Stunde.
  • Da die Verdampfung die Temperatur des Gärgutes herabdrückt, erwärmt. man dasselbe, um die gesamte Kalorienmenge zuzuführen, die erforderlich ist, um das Temperaturoptimum für die Gärung aufrechtzuerhalten.
  • Wenn der spezifische zelluläre Gleich-. gewichtszustand erreicht ist, stellt man fest, daß die Masse der ausgewachsenen Hefezellen, an denen die Flüssigkeit gesättigt ist, imstande ist, bedeutende Zuckermengen zu vergären und den Gärprozeß lange Zeit weiterzuführen. - . Beispiel 2 Anstatt dem Gärgut den gebildeten Alkohol zusammen mit einer großen Wassermenge zu entziehen, kann man auch einfach die gesamte Hefe aus der Lösung gleich nach Beendigung der Gärung entfernen und diese für die Vergärung von, so viel frischer Zuckerlösung verwenden, daß das resultierende Gesamtvolumen gleich dem des, ersten tGärgutes ist. Wenn man so verfährt, geht die Gärung mit maximaler Aktivität äußerst schnell vonstatten,- ohne nennenswerte Bildung neuer Hefezellen, da ja der spezifische zelluläre Sättigungsgrad schon erreicht ist. Man kann dem ersten Gärmedium die Hefe durch bekannte Mittel entziehen, z. B. durch Filtrieren, Zentrifugieren, Ausfällen.
  • Nach Ablauf der zweiten Gärung kann man in gleicher Weise bei einer dritten Gärungsperiode verfahren usf. zu wiederhole ten Malen. Ohne von dem Erfindungsgedanken abzuweichen, kann man die- Wiederholung z,-B. auf fünf bis zehn Male beschränken, worauf es vorteilhaft erscheinen kann, frische Hefezellen zuzusetzen.
  • Für eine Gärbottichbeschickung von Soo hl Rübensaft mit i o % Sacharose errechnet sich nach der bisherigen Praxis bei Anwendung einer reinen, bei 3q.° wirksamen Hefe eine Alkoholausbeute von 61 bis 621 ioo%igen Alkohols auf ioo kg Sacharose. Wenn man unterstellt, daß sich die theoretische Ausbeute nach P a s t e ü r erreichen läßt, so kommt man doch niemals über 641 Alkohols auf iookg Sacha.rose.
  • Erfindungsgemäß kann man durch gut geregeltes Zentrifugieren die gesamte Hefe des so vergorenen Gutes entfernen, welche in einem Volumen enthalten ist, das etwa 5,bis 70/6 der Anfangsflüssigkeit ausmacht.
  • Wenn man diesen Hefeextrakt in einem anderen Gärbottich zu so viel frischem Rübensaft zusetzt, daß das resultierende Gesamtvölumen gleich dem des ersten Gärprozesses ist, gut durchmischt und die Temperatur der Mischung auf 3q.° hält, so setzt eine neue lebhafte Gärung ein, die praktisch auf der alleinigen Mitwirkung der Hefezellen der ersten Gärung beruht. Man kommt auf diese Weise während der zweiten und den folgenden Phasen leicht zu einer Ausbeute von 65,5 bis 67,51 iooo/oigem Alkohol auf iookg 1 Sacharose.
  • Man kann nach dem neuen Verfahren jede Zuckerlösung verwenden, die aus beliebigen alkoholliefernden Ausgangsstoffen stammt, sogar wenn diese erste verzuckert werden müsstn. Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die angeführten Ausführungsformen und Beispiele.
  • Das neue Verfahren kann in vorteilhafter Weise durch Erhöhung oder Vermehrung der Gärungsaktivität der Hefe im laufe der Gärprozesse vervollständigt werden.
  • Man - kann der Hefe eine geeignete stickstoffhaltige Nährsubstanz z. B. in Form von Aminosäuren zusetzen.
  • Zweckmäßig kann man auch Phosphorsäure in irgendeiner geeigneten' Form z. B. als komplexe organische Verbindungen zuführen.
  • Die Ausbeute kann ferner vorteilhaft dadurch beeinflußt werden, daß die zu vergärende: Zuckerlösung durch Einführung eines für die Atmung -ungeeigneten Gases, z.@B. von Kohlensäure, Stickstoff, Wasserstoff, anfänglich entlüftet wird.
  • Diese oder ähnliche Mittel tragen zur Erhöhung der Ausbeute bei.

Claims (3)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Gärverfahren zur Herstellung von Alkohol, dadurch gekennzeichnet, daß nach Erreichen des spezifischen Sättigungsgrades der Hefe dieser auch für die nächste Gärung konstant gehalten wird.
  2. 2. Ausführungsform des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß man die Gärung bis zur vollständigen Umsetzung «des Zuckers durchführt,» alsdann die gesamte in der Flüssigkeit vorhandene Hefe entfernt und diese für die Vergärung von so viel frischem Gärgut wiederverwendet, daß das resultierende Gesamtvolumen dem der ersten Gäroperation gleichkommt.
  3. 3. Ausführungsform des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß man den durch Gärung gebildeten Alkohol nahezu vollständig oder teilweise aus dem Gärgut entfernt und so viel frische Zuckerlösung zusetzt, daß das ursprüngliche Gärvolumen wiederhergestellt wird.
DEU11737D 1932-02-12 1932-04-21 Gaerverfahren zur Herstellung von Alkohol Expired DE630193C (de)

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FR630193X 1932-02-12

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DEU11737D Expired DE630193C (de) 1932-02-12 1932-04-21 Gaerverfahren zur Herstellung von Alkohol

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DE (1) DE630193C (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE933443C (de) * 1949-11-01 1955-09-29 Backhefe G M B H Verfahren fuer gleichzeitige Gewinnung von Hefe und Spiritus

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE933443C (de) * 1949-11-01 1955-09-29 Backhefe G M B H Verfahren fuer gleichzeitige Gewinnung von Hefe und Spiritus

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