DE693284C - Verfahren zur Herstellung von Butanol auf gaertechnischem Wege - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung von Butanol auf gärtechnischem Wege Für die Herstellung -von Butylalkohol in ununterbrochenem Arbeitsgang gibt es bis heute noch kein technisch einwandfreies Verfahren. Man war gezwungen, wollte man wenigstens an Gärraum sparen, zu einer bestimmten Menge gärender Maische niederer Konzentration in kurzen Zeitabständen frische Maische in kleinen Anteilen zuzusetzen. War die Menge etwa verdoppelt, so mußte man die Gärung abbrechen. Man hat daher vorgeschlagen, mit Hilfe eines Systems kaskadenförmig hintereinandergeschalteter Gärgefäße wenigstens eine längere Zeit fortlaufende Gärung zu erreichen. Dabei läßt man zu der beimpften Maische des ersten Gärgefäßes ununterbrochen öder anteilweise unvergorene Maische zutreten, wodurch das nächste Gärgefäß und nacheinander die weiteren mit gärender bzw. ausgegorener Maische angefüllt werden. Der Gärprozeß wird bis zu einem Absinken der Butylalkoholmenge durchgeführt. Eine solche Gärführung läßt sich zwar mit Hefe ohne Degeneration längere Zeit sicherstellen, nicht aber bei Verwendung empfindlicher Bakterien> wie der butylogenen Bakterien. Mit ihnen hat man es auf einen längeren Zeitraum als etwa 3o Tage ununterbrochener Gärführung nicht bringen können.
• Wendet man dieses Verfahren auf Sulfitcellüloseablauge an, so tritt bereits nach wenigen Tagen eine Degeneration der Bakterien ein, und es entstehen statt des Butylalkohols vorzugsweise Säuren.
• Es wurde nun- gefunden, daß kohlehydräthaltige Maischen in ununterbrochenem Arbeitsgange auf Butylalkohol und den dabei gleichzeitig auftretenden Isopropylalkohol, das Aceton üsw. verarbeitet werden können, wenn man sich eines SystemsJhintereinandergeschalteter Bottiche bedient, deren Gärung durch laufenden Zusatz einer in bekannter Weise aus Sporen erzeugten und in guter Gärung befindlichen Vorkultur in vollem Gange gehalten wird. Dies läßt sich technisch derart ausführen; daß man dem ersten Bottich, in den der Hauptmaischestrom eintritt, eine Gruppe von kleinen Gärkesseln zur Erzeugung @ der Vorkultüren vorschältet, die mit Maische und Sporen beschickt werden. Aus ihnen wird dann der erste Bottich laufend beimpft. Aus dem ersten Bottich tritt die angegorene Maische in die zweiten, dritten usw. Bottiche über, in denen der Gärprozeß zu Ende geht.
• Das Neue einer solcheny ununterbrochenen Arbeitsweise besteht darin, daß die Gärung nicht wie bisher nur von einer einmal gegebenen Menge Impfmaterial bewirkt wird, bei der die Vermehrung der Bakterien in der meistens nicht das optimale Substrat darstellendenMaische ausschließlich durch Teilung der vegetativen Formen erfolgt. Denn hierdurch tritt nach einer gewissen Generationsfolge ein Nachlassen der Leistungsfähigkeit der Bakterien zur Butanolbildung bis zur völligen Degeneration ein. Wenn nicht ganz einheitliche Bakterienkulturen oderwenn Mischkulturen bestimmter Zusammensetzurig verwendet7werden, so pflegen bei Fortpflanzung der vegetativen Formen in der Maische bei ununterbrochenem Arbeitsgange Überwucherungen der butylogenen Bakterien durch andere oder Änderungen des erforderlichen Mischungsverhältnisses einzutreten, die zu einer unerwünschten Änderung der Reaktionsprodukte führen.
• Alle diese Nachteile werden. vermieden, wenn man erfindungsgemäß stets frisches Sporenmaterial laufend oder anteilweise in die Gärung einführt. Die hierdurch bedingte ununterbrochene Gewinnung von Butylalkohol usw. bringt mancherlei Vorteile mit sich. So wird das Füllen und Leeren der Gärgefäße, bei dem leicht Infektionen eintreten können, vermieden, eine hierdurch und durch den Fortfall der sich sonst wiederholenden Angärzeiten ergebende Ersparnis an Gärraum sowie .auch an Handarbeit erzielt, eine laufende Sterilisierung der Apparatur unnötig gemacht, da die Lauge steril eingeführt wird; und ein leichtes Abfangen der Gärgase ohne Vermischung mit Luft ermöglicht.
• Das Verfahren läßt sich bei jedem kohlehydrathaltigen Stoff,: wie Mais; Getreide, Kartoffeln, Zucker, Melasse und Zellstoffablaüge, insonderheit Sulfitcelluloseablauge verschiedenster Herkunft, anwenden. Grade die letzteren stellen bekanntlich für die Bakteriengärung einen besonders ungünstigen Nährboden dar, so daß die bei anderen Kohlehydraten wenigstens noch für eine gewisse Zeit kontinuierlich durchführbare Gärung hier sehr bald zum Stillstand kommt.
• Die zur Impfung der Sulfitcelluloseablauge dienende Vorkultur wird vorteilhaft mit Melasse oder einem anderen geeigneten zuckerhaltigen Material angesetzt. Sie kann dann entweder unmittelbar zum Impfen der Maische oder aber zwecks Ersparnis an Sporenmaterial und Melasse zur Bereitung einer Zwischenkultur auf Sulfitablauge dienen.
• Es ist bereits vorgeschlagen worden, in Gärung begriffene Maischen schwer vergärbarer Rohstoffe wiederholt mit neuen, durch Sporenmaterial in Gärung gebrachten Maischen, also Vorkulturen, zu versetzen. Damit soll erreicht werden, daß in einer gegebenen Maischemenge auch unter gegebenenfalls ungünstigen Bedingungen die gesamten vorhandenen Kohlehydratmengen zur Gärung ausgenutzt werden. Von einer kontinuierlichen Arbeitsweise ist hier nicht die Rede.
• Beispiel Eine gemäß Patent 659389 vorbehandelte Buchenhölzsulütablauge läuft aus einem hochgestellten Vorratsgefäß, in dem sie steril gehalten wird, von unten in die erste von drei. zu einer Gärapparatur zusammengefaßten und hintereinandergeschalteten Bütten. Gleichzeitig mit der Lauge tritt durch den gleichen Stützen jedesmal aus einem von Diner Batterie von sechs Vorkulturkesseln eine mit Sporen angesetzte und 24bis,3o Stunden alte Melassevörkultur ein, deren i Menge etwa 1/1o, der einfließenden Sulfitzellstoffablauge ausmacht. Aus einem Überlaufstutzen tritt die dann gärende Maische aus der ersten Bütte wiederum von unten in die zweite Bütte ein usw., bis sie aus der dritten Bütte endvergoren austritt und zurDestillation kommt. Die Durchsatzgeschwindigkeit ist so geregelt, daß die Gärzeit etwa 35 bis 38 Stunden ausmacht.
• Dieses Verfahren kann, falls jegliche Infektion vermieden wird, monatelang bei gleicher Ausbeute durchgeführt werden.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: x. Verfahren zur Herstellung von Butanol und den anderen bei Butanolgärungen entstehenden Produkten in ununterbrochenem Arbeitsgang aus kohlehydrathaltigen Stoffen durch Gärung, dadurch gekennzeichnet, daß der durch ein System von Gärbottichen fließenden Maische ununterbrochen oder anteilweise eine in bekannter Weise aus Sporen erzeugte und in guter Gärung befindliche Vorkultur zugesetzt wird.
2. 2. Verfahren zur Herstellung von Butanol usw. nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß als kofilehydrathaltiger Ausgangsstoff eine gegebenenfalls von Ligninsubstanz befreite Sulfitcelluloseablauge; vorzugsweise Bucheriholzablauge, verwendet wird, wobei außer der Vorkultur gegebenenfalls noch eine auf Sulfitablauge hergestellte Zwischenkultur Verwendung finden kann.