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Anreicherung* -des Eiweißgehaltes von Brennereischlempe Gegenstand
der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Anreicherung des Eiweißgehaltes
von Brennereischlempe, der bei der in der Kartoffelbrennerei anfallenden Schlempe;
auf Trockensubstanz umgerechnet, etwa 25% beträgt.
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Es ist bekannt, bei der Gewinnung von Hefe anorganische Stickstoffverbindungen,
die in Hefeeiweiß übergeführt werden, zuzusetzen. Brei diesen Verfahren wird eine
kräftige Belüftung vorgenommen. Bei der Verwendung von Kulturhefe -als Ausgangsmaterial
ist @es erforderlich', neben anorganischen Stickstoffverbindungen stets größere
Mengen organischer Stickstoffverbindungen mit zu verfüttern.
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Erfzn.dungsgemäß wird vorgeschlagen, zur Anreicherung des Eiweißgehaltes
der bei der bnenneneitechnischen Alkoholgewinnung ' anfallenden Schlempe zu der
hierbei üblichen Maischte die von der Hefegewinnung her bekannten Zusätze an Nährsalzen
und an-,organischen Stickstoffverbindungen zuzufügen. Wird dann die Alkoholgärung
in der-in den Brenrnereilen üblichen Weise durchgeführt, so erfolgt gleichzeitig
;neben der Bildung von Alkohol seine erhebliche Anreicherung der Schlempe arteiweißreicher
Hefezellsubstanz, Es ist durchaus überraschend, daß bei der brennereitechnischen
Alkoholgewinnung die zugefügten anorganischen Stickstoffverbindungen in Hefeeiweiß
umgewandelt werden, da doch unter anaeroben Bedingungen und nicht wie bei den Hefegewinnungsverfahren
unter starker Belüftung gearbeitet wird. Außerdem ist zu berücksichtigen, daß bei
der Alkoholgewimudg' Kulturhefe zur Anwendung gelangt, und ges. war auf Grund der
bei der Hiefegewinnung aus Kulturhefe erzielten Erfahrurigen durchaus nicht zu erwarten,
daß
die Kulturhefe bei der Alkoholgewinnung die anorganischen Stickstoffverbindungen
,ohne gleichzeitige Verfütterung größerer Mengen organischer Stickstoffverbindungen
in Hefe> eiweiß überführen würde.
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Man hat zwar schon vorgeschlagen, bei`d@r; Herstellung von Alkohol
aus Holzzuckerwürze anorganische Stickstoffverbindungen gleichzeitig mit organischen
Stickstoffverbindungen den zu vergärenden Lösungen zuzusetzen. Dieser Zusatz erfolgte
:aber nur im Hinblick darauf, daß H@olzzuckerwürzen im Gegensatz zu dein in den
Brennereiem im allgemeinen verwendeten Maisehen die für die Lebens= tätigkeit der
Hefe erforderlichen Nährstoffe nicht enthalten. Bei dem bekannten Verfahren werden
daher die anorganischen Stickstoffverbindungen nur in der für die Ernährung der
Hefe notwendigen Menge -zugesetzt, während bei- dem erfindungsgemäßen Verfahren
die Mengen der zugesetzten anorganischen Stickstoffverbindungen über die zur Ernährung
@erforderlichen Mengen, die übrigens in dem verwendeten. Ausgangsmaterialien von
vornherein .schon vorhanden sind, bei weitem hinausgehen.
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Als übliche Nährsalze für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
seien Kaliumphosphat, Magnesiumsulfat usw., als anorganische Stickstoffverbindungen
Diammoniumphosphat, Ammoniumsulfat, Harnstoff, Ammoniak u. dgl. erwähnt. Diese Verbindungen
werden mit Vorteil im Zulaufverfahren bei der Gärung zugegeben. Das in der Schlempe
anfallende Rohprotein :erfährt -eine Vermehrung vOTk 25 auf 30 bis 350'o
und mehr in der Trockensubstanz.
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Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin,
daß es -eine Gewinnung von Eiweiß aus einheimischen Rohstoffern ermglicht und mit
den in den Brennereien zur- Verfügung stehenden Einrichtungen und Verfahren durchgeführt
werdien kann.
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Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform des neuen Verfahrens
wird so gearbeitet, daß der Zusatz an anorganischen Stickstoffverbindungen gerade
so bemessen wird, daß die zugeführten anorganischen Stickstoffverbindungen von der
Hefe restlos in Hefeeiweiß übergeführt. werden. und in der anfallenden Schlempe
keine überschüssigen anorganischen Stickstoffverbindungen mehr vorhanden sind. Der
Zusatz der Nährsalze richtet sich nach der Menge, die die Hefe zum Aufbau der Zellsubstanz
benötigt; wund ist aus dem Aschengehalt zu ermitteln.
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Da man bekanntlich in eiweißhaltigen Futtermitteln, insbesondere soweit
sie für Wiederkäuer verwendet werden, 30% des genuinen Eiweißes in der -Futterration
durch Harnstoff, Ammoniumsalze iorganischer Säuren, Ammoniumcarbönat und ähnliche
Substanzen ersetzen kann, können bei dem @erfindungsw.gemäßen Verfahren auch mehr
anorganische @Sxickstoffverbindungen, als der Umwandlung Hefeeiweiß entspricht,
zugesetzt werden.
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Die ,obere Grenze für den Zusatz an anorganischen Stickstoffverbindungen
ist dadurch gegeben, daß das Rohprotein in der Schlemp.e bis zu 30% aus anorganischem
Stickstoff bestehen soll. Unter Rohprotein ist dabei der nach Kjeldahl bestimmte
und mit dem Eiweißfaktor 6,25 multiplizierte Gesamtstickstoff zu verstehen. Noch
mehr anorganische Stickstoffverbindungen kann man zusetzen, wenn die erhaltene Schlempe
vor der Verfütterung mit anderen genuine Eiweißstoffe ,enthaltenden Futtermitteln
vermischt wird.
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Das erfindungsgemäß.- Verfahren kann nicht nur in der Kartoffelbrennerei,
sondern auch beim Brennen von Mais, Korn, Gerste, Hafer, Dari, Zuckerrübenschnitzeln
u. dgl. Verwendung finden.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann die Maische, .die üblicherweise
einen Gehalt von 2o° Balling aufweist, auch im Zulaufverfahren verarbeitet werden.
Zur leichteren Verarbeitung kann @es vorteilhaft sein, die Maische mit Wasser mehr
oder weniger stark zu verdünnen.
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Die verwendete Hefe ist eine Kulturhefe, und zwar vorzugsweise eine
obergärige Hefe; z. B. Rasse M. Es kann aber unter Umständen auch untergärige Hefe,
wie z. B. Biertiefe, verwendet werden. Ferner können auch die in der Amylobrennerei
üblichen Mikroorganismen Verwendung finden.
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Eine völlige Reinzüchtung der verwendeten Hefearten ist nicht erforderlich,
vielmehr können die in der Brennerei fortgezüchteten Hefen bzw. seine übliche Stehmaische
Anwendung finden.
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Die Maische kann sowohl als süße Maische als auch als gesäuerte Maische
mit der Hefe verarbeitet werden, wobei die Säuerung in üblicher Weise entweder biologisch
oder durch Zusatz technischer Säuren, wie z.. B. Milchsäure -oder Schwefelsäure;
erfolgenkann.. Dabei hat sich als besonders vorteilhafte Ausführungsform des neuen
Verfahrens eine solche Arbeitsweise erwiesen, bei der die nach üblichen Methodenerhaltene
Maische durch eine in bekannter Weise durchgeführte Milchsäuregärung teilweise abgebaut
wird. Die entstehende Milchsäure wird durch Ammoniak neutralisiert, wobei der Zulauf
der wäßrigen Ammoniaklösung so geregelt wird, daß das für die Milrhsäurebildung
optimale pH nicht überschritten wird. Die Milchsäuregärung wird abgebrochen, sobald
eine gewisse Menge Ammoniumlaktat gebildet ist, und dieses wird
bei
der Spritgärung unter Zusatz von Gärhefe besonders leicht durch die Tätigkeit der
Hefe in Hiefeeiweiß umgewandelt. Wie groß man den der "Milchsäuregärung und den
der Spritgärung zu unterwerfenden Maischeanteil bemißt, richtet sich danach, ,ob
in der erhaltenen Schlemp.e ein überschuß an synthetischen Stickstoffverbindungen
noch vorhanden sein soll oder nicht.
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Die Abstumpfung der gebildeten Milchsäure kann statt mit Ammoniak
auch mit Harnstoff bewirkt werden. Dabei hat sich herausgestellt, daß die bei der
anschließenden Spritgärung anfallenden Schlempe leicht in ein Trockenprodukt übergeführt
werden kann.
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Schließlich kann das neue Verfahren auch derart ausgeführt werden,
daß während der Gärung seine Belüftung vorgenommen wird, deren Stärke so bemessen
ist, daß die Vermehrungsenergie der Hefe bis zum Schluß erhalten bleibt. Die Belüftung
kann sowohl fortlaufend als auch in Zeitabständen @erfolgen, und entsprechend dem
erhöhten Wachstum der Hefe muß der Zusatz an Nährsalzen und synthetischen Stickstoffverbindungen
erhöht werden. Bei dieser Ausführungsform des Verfahrens wird neben dem Alkohol
eine Schlempe verhalten, die bis zu 4o bis 45 Rohprotein in der Schlempetrockensubstanz
aufweisen kann, wobei seineerhebliche Vermehrung der SChlempetrockensubstanz verfolgt.
Durch Änderung der Stellhefemengen, der zugeführten Luftmengen und der Stärke der
Belüftung ist das Mengenverhältnis zwischen Alkohol und Hefeeiweiß weitgehend zu
verschieben.
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Für die Durchführung der Belüftung kommen die verschiedensten Belüftungsarten
in Betracht. Als Lüftungskörper kann beispielsweise eine mit engen Öffnungen verseherne
Kupferschlange verwendet werden; es können aber auch mit besonderem Vorteil keramische
Massen bzw. Stichsche Belüftungskerzen, ferner Umpump- und Rührverfahren zur AnwQndung
gelangen. Zweckmäßigerweisekann auch hierbei im Zulaufverfahren gearbeitet werden.
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Das neue Verfahren hat den Vorzug, daß ,es in den bestehenden Brennereien
ohne besondere Einbauten angewendet werden kann. Die Brennereien können innerhalb
kürzester Zeit auf eine erhöhte Futtereiweißerzeugung umgestellt werden. Fütterungsversuche
haben ergeben, daß die bei dem Verfahren erhaltene Schlempe ein vollwertiges Eiweißfutter
darstellt.
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Im folgenden soll die Durchführung des Verfahrens an Hand seines Beispiels
näher erläutert werden. Beispiel i 5oo g Kartoffelmaische mit einem Gehalt von etwa
20° Balling werden mit 2,59 @obergäriger Brennereihefe (Rasse M) versetzt.
Die benötigten anorganischen Stickstoffverbindungen, wie z. B. 5 g Diammoniumph!osphat,
werden in Wasser gelöst, entweder von vornherein zugegeben oder allmählich während
der Gärung zulaufen gelassen. Die Temperatur wird während der (etwa 72stündigen
Gärdauer auf etwa 30° und die Reaktion der gärenden Maische schwach sauer gehalten.
Während bei der üblichen Vergärung von Kartoffelmaische die erhaltene Schlempe in
der Trockensubstanz 25% Rohprotein aufweist, zeigt die im vorliegenden Beispiel
erhaltene Schlempe seinen Eiweißgehalt von etwa 32% auf Trockensubstanz berechnet.