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Vorrichtung zur Durchführung von Schinunelpilzgärungen auf flüssigen
Nährböden Es ist bekannt, daß gewisse Schimmelpilze unter bestimmten Bedingungen
Zitronensäure, Glukonsäure, Fumarsäure, Oxalsäure, Fettsäureglyceride, Eiweißstoffe
und andere Stoffe erzeugen. Die bisherigen Kenntnisse sind im wesentlichen in U
11 m,an n, Enzyklopädie der technischen Chemie, Band 7 (193i), Seiten 772 bis 773,
und in den dort angezogenen Stellen des Schrifttums sowie in Industrial & Engineering
Chemistry, 21. 618 bis 62o und 1198 bis 1203 (1929), zusammengefaßt. Auch
sind in neuerer Zeit besondere Maßnahmen gerätetechnischer Art bekanntgeworden.
U11-mann führt aus, daß vieles sich nicht bewährt hat und als gegenstandslos übergangen
werden kann und daß frühere Verfahren an der Vorrichtungsfrage scheiterten.
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In den Patentschriften 328 362 und 328 534 sind Schalenvorrichtungen
beschrieben, bei welchen die Schalen als Kippgefäße ausgebildet sind, welche derart
zueinander gelagert sind, daß bei geeigneter Kippstellung der Schalen ein Flüssigkeitsablauf
von einer Schale höherer Lage in eine Schale tieferer Lage erfolgt. Diese Schalen
sind senkrecht übereinander gelagert, so daß sie nur um wenige Winkelgrade kippbar
und entsprechend begrenzt zugänglich sind. Die Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung
bestehen darin, daß zunächst die Schalen treppenförmig einander gelagert sind, so
daß sie um volle go° kippbar und entsprechend vollständig zugänglich sind. Diese
Anordnung ist die einzig mögliche, die ein Kippen um go°, eine vollständige Zugänglichkeit,
leichtes Entfernen der zähen, schwammigen Pilzhaut, gründliches Reinigen, leichtes
Austauschen oder Ausbessern der Bauteile gewährleistet, ohne den Betrieb aufzuhalten,
ohne Raum zu verschwenden oder ein zeitraubendes Auseinandernehmen zu fordern. Ein
zweiter Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, daß sfe zweckmäßig
gestaltete überlaufstutzen und Ablaßrohre zum Unterschichten der Pilzhaut besitzt.
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Die Patentschrift 567 071 schlägt eine Vorrichtung zu einem kontinuierlichen
Verfahren zur Erzeugung von Zitronensäure vor, bei dem aus der gegebenenfalls im
Kreislauf strömenden Würze die Zitronensäure durch wiederholtes Erhitzen der Würze
abgeschieden wird. Die Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind hiergegen
zunächst dieselben, die im letzten Absatz erwähnt wurden. Außerdem ermöglicht die
erfindungsgemäße Vorrichtung ein nicht stetiges Verfahren, bei dem kein fortlaufendes
Pumpen der Würze im Kreis und kein wiederholter Wärmeaufwand, bei dem Zuckerverluste
durch Karamelisation entstehen können, erforderlich sind, so daß die erfindungsgemäße
Vorrichtung mit einfacheren Mitteln eine
höhere, nur bei ruhenden
Würzen erzielbare Ausbeute ermöglicht.
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Den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet eine der Großoberflächenzüchtun:g
angepaßte einfache, übersichtliche und in allen Teilen. leicht zugängliche Vorrichtung,
welche die Züchtung der Schimmelpilze im Großbetrieb auf flüssigen Nährböden erlaubt.
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Die Erfahrung hat gezeigt, daß zur Erzielung guter, gleichmäßiger
Betriebsergebnisse in Reinzuchtbetrieben eine peinliche Sauberhaltung der Apparatur
erforderlich ist. Ein Spülen bzw. Abspritzen genügt nicht. Es bildet sich an den
Wänden ein dünner Film aus organischer Masse, der nur durch Bürsten und Schaben
entfernt werden kann. Entfernt man ihn nicht, so dient er als Unterschlupf für Infektionskeime,
welche mit der Zeit Betriebsstörungen hervorrufen. Es muß daher jede Vorrichtung,
die einen sicheren Betrieb gewährleisten will, in allen ihren Teilen und Ecken der
Bürste und dem Spatel leicht zugänglich sein. Den im Schrifttum vorgeschlagenen
Vorrichtungen haftet jedoch der Mangel an, daß die Einzelteile zwecks Reinigung,
Reparatur usw. schwer zugänglich sind. Bei einem System der in einem Gärkasten übereinander
vertikal angeordneten Schalen muß man beispielsweise die Schalen einzeln herausnehmen,
um die Pilzdecke zu entfernen und die Schalen gründlich zu reinigen. Bei den Tausenden
von qm Schalenflächen, die die Oberflächenzüchtung auf dünnen Nährbodenschichten
erfordert, ist dies wirtschaftlich nicht angängig. Jedes Herausnehmen und Hineinsetzen
der umfangreichen Schalen bedeutet stets :ein Auseinandernehmen und Wiederzusammensetzen
der Vorrichtung, die dadurch auch schnell abgenutzt wird. Außerdem werden wegen
des Auseinandernehmens die Ausmaße der Schalen beschränkt. Bei einem System von
porösen Röhren, in deren Inneren die Würze umläuft und auf deren Außenflächen die
Pilzdecke entwickelt wird, ist die Entfernung der Pilzdecke und die gründliche Reinigung
wegen der großen, auf ganz kleine Einheiten verteilten Röhrenoberflächen ebenfalls
äußerst schwer, zeitraubend und unsicher, und das poröse Material bietet Unterschlupf
für fremde Keime. Die Verwendung von Zuchtvorrichtungen, die den Essigbildnern ähneln,
hat sich praktisch nicht bewährt, da zur Erzielung guter Ergebnisse die Vergärung
ruhender Würzen am zweckmäßigsten ist. Bei kontinuierlich bewegten Würzen oder gar
bei untertauchter Pilzdecke werden bei weitem nicht die Ausbeuten erreicht, welche
bei ruhenden Würzen erzielt werden. Dies liegt daran, daß Schimmelpilze Ruhe und
ungestörte Luftberührung ihrer Oberfläche bevorzugen; wird ihre Oberfläche benetzt,
so leidet ihre Leistungsfähigkeit.
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Erfindungsgemäß ist nunmehr die Vorrichtung so beschaffen, daß alle
Teile einfach, leicht, schnell und vollständig zugänglich sind, daß sie ein schnelles
Entleeren, Reinigen, Ausbessern und andere zweckmäßige Maßnahmen gestattet und eine
wirtschaftliche Durchführung der Schimmelpilzgärung auf flüssigen Nährböden gewährleistet.
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Diese Vorrichtung wird im folgenden beschrieben.
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Sie besteht aus großen (z. B. io bis 2o qm) Kuchenblechen ähnlichen
Schalen aus dünnem (z. B. 2 bis 4 min) Blech mit entsprechenden Versteifungen gegen
Biegen usw. Die Seitenwand ist etwa 6 cm hoch. Alle Ecken sind stark abgerundet,
damit Schmutzansammlung, Ansetzen der Pilzhaut u. dgl. verhütet werden. Die Schalen
# werden auf einem aus leichten Trägern bestehenden Gestell treppenförmig ansteigend
übereinander (Fig. i) angeordnet. Der Schalenabstand von Boden zu Boden beträgt
etwa io cm, die Treppenbreite ebenfalls etwa io cm. Man kann so ioo und mehr Schalen
in einem Gestell übereinander anordnen, wobei die Luft reichlichen Zutritt zu jeder
einzelnen Schale hat. Solche Schalengestelle (Fig.4) haben den uerschnitt eines
Rhomboids. Zwischen zwei- nebeneinander angeordneten Gestellen genügt ein Zwischenraum
von ioo cm. Ein ioo-Schalen-Gestell aus i5-qm-Schalen nimmt einen Raum von 375 cbm
ein und bietet eine Zuchtfläche von i5oo qm. Die Schalen i sind auf der Treppenvorderseite
um eine waagerechte Achse :2 drehbar aufgehängt, auf der Treppenrückseite von einem
kurzen Stab 13 bis 16 (Fig.5) oder auf andere Weise einfach gestützt, wobei
der Stab um eine senkrechte Achse 14, 15 drehbar ist, so daß die Schalen durch Aufhebung
der Stützung mit einem einzigen Griff gekippt werden können; wodurch sie aus der
waagerechten Stellung in die senkrechte Stellung gebracht werden (Fig.2). Durch
die treppenförmige Anordnung wird folgende Handhabung des Schalengestells ermöglicht.
Man kippt die unterste Schale, wodurch der Raum zum Kippen der darüberliegenden
zweiten Schale nach unten freigegeben wird; nachdem auch die zweite Schale gekippt
wurde, wird Raum für das Kippen der dritten frei usw. So können alle Schalen von
der waagerechten Lage in die senkrechte Lage gebracht und dadurch nacheinander bequem
entleert, gereinigt und wieder in die waagerechteArbeitsstellung (Fig. i) gebracht
werden. Die Gestelle sind in geschlossenen, mit Blech ausgeschlagenen Zuchträumen
untergebracht, die mehrere Gestelle aufnehmen können (Fig.4). Die Form der
Zuchträume
ist der der Gestelle angepaßt. Die abgeschrägten Räume 30 können für andere
Vorrichtungen des Betriebes verwendet werden. Der Zwischenraum 9 zwischen zwei Gestellen
beträgt etwa ioo cm. Die Zuchträume haben glatte Innenflächen, stark abgerundete
Ecken, damit sie leicht gesäubert und ausgedämpft werden können, wodurch die Reinheit
der Zucht gefördert wird. Das Füllen der Schalen geschieht mit Hilfe von Überlaufstutzen;
jede Schale ist mit einem beispielsweise q. cm hohen Überlaufstutzen 6 versehen,
der knapp über dem Boden der nächst darunterliegenden Schale endet (Fig. 3) und
unten eine geringe trichterförmige Erweiterung 7 hat. Die Würze wird zunächst in
die oberste Schale geleitet, steigt bis zum Stutzeneinlauf (z. B. 4. cm), läuft
dann in die nächste, darunterliegende Schale über usw., bis sämtliche Schalen gefüllt
sind. Die Überlaufsstutzen der untersten Schale führt nach außen, so daß durch Beobachtung
festgestellt werden kann, ob alle Schalen beschickt sind. Zur Entfernung der erschöpften
Würze unter Zürückhaltung der Pilzhaut dienen die Ablaßrohre 3, die nicht -mit dem
Boden der Schale abschneiden, sondern i bis'2 mm in die Schalen hineinragen, so
daß eine dünne Würzeschicht auf dem Boden stehenbleibt, damit die Pilzhaut schwimmt
und nicht auf dem Boden klebt. -Mit Hilfe der Überlaufstutzen 6 kann nunmehr die
Pilzhaut mit frischer Würze unterschichtet werden, wobei die am Boden eintretende
frische Würze die auf der dünnen Restwürzeschicht schwimmende Pilzhaut langsam hebt.
Die trichterförmige Erweiterung 7 der Überlaufstutzen 6 bewirkt, daß die Pilzhaut
etwas am Stutzen haftet und nicht unter die Stutzenmündung gelangen kann, so daß
die zur Unterschichtung bestimmte Würze die Pilzhaut nicht überschwemmen kann. Dies
ist wichtig, da überschwemmte Pilzhäute verkümmern. Das Ventil 4 des Ablaßrohrs
3 kann durch einen stabförmigen Schlüssel 5 auch von außen gesteuert werden, wenn
das Betreten des Zuchtraumes wegen Infektionsgefahr nicht erwünscht ist. Der Boden
i i der Zuchträume hat Gefälle nach einer Öffnung 12, die bei der Entleerung der
Schalen den Inhalt aufnimmt und in eine Fördereinrichtung leitet. Starke träger
To sichern die Festigkeit der Schalengestelle.
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Die Vergärung einer Würze zur Herstellung von Zitronensäure zeigt
das folgende Beispiel. Beispiel Die nach bekannten Verfahren hergestellte Würze
wird mit Dampf sterilisiert und durch einen Wärmeaustauscher in einen Zwischenbehälter
gedrückt, mit steriler Luft kräftig gelüftet und bei 28 bis 32° C (oder je
nach dem Optimum der Pilze auch bei anderen Temperaturen) mit der nach bekannten
Verfahren hergestellten Aussaat versetzt. Die besäte Würze wird auf die oben beschriebene
Weise in die Schalen gefüllt. Der Zuchtraum wird mit einem Luftstrom temperiert
und mit steriler Luft versorgt. Nach einigen Tagen ist eine kräftige, schwammige,
gekräuselte Pilzhaut ausgebildet und die Würze versäuert. Mit Hilfe der Ablaßrohre
wird die versäuerte Würze abgelassen und auf Zitronensäure verarbeitet und die Pilzhaut
mit Hilfe der Überlaufstutzen mit einer frischen Würze unterschichtet. Der Zuchtraum
wird dann belüftet, bis die zweite Würze ebenfalls versäuert ist und abgelassen
werden kann. Man kann die Unterschichtung so lange wiederholen, bis ein praktisch
restloser Verbrauch des Zuckers festgestellt werden kann. Ist die Gärkraft der Pilzhaut
erschöpft, so werden die Schalen durch Kippen entleert und die Pilzmasse an die
Stelle der Weiterverarbeitung gefördert.