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Verfahren zur Lufthefeerzeugung unter Zusatz von Ozon zur Betriebsluft
Das Verfahren hat zum Ziele, durch Ozonisierung der Betriebsluft bei der Lufthefegärung
eine Erhöhung der Ausbeute und eine Verbesserung der Haltbarkeit von Preßhefe zu
erzielen.
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Die Einwirkung von Ozon bei der Lufthefegärung ist schon verschiedentlich
untersucht worden. Das -Ozon sollte mit der eingeblasenen Luft vermischt werden
und dadurch eine Reinigung bewirken. Man versprach sich hiervön die Gewinnung einer
reineren und haltbareren Hefe. -Man hat auch festgestellt, daß der - bei Zersetzung
des Ozons sich bildende. nascierende Sauerstoff in kleinen Mengen hemmend auf die
Hefevermehrung wirkt und in größeren Mengen ein Hefegift ist. Als- Vorteil wurde
angegeben, daß,. wenn in den letzten Stadien des Gärungsprozesses der Hefevermehrung
der Gebläseluft etwas ozonhaltige Luft beigemischt wurde, die Kahmhefeentlvicklung
ganz wesentlich hintangehalten wurde und ein günstiger, bleichender Einfuß des Ozons
auf die Hefefarbe sich bemerkbar machte. Es wurde nun festgestellt, daß bei Einhalten
niedriger Grenzen der Ozonisierung der Betriebsluft nicht nur keine Schädigung der
Hefe eintritt, sondern diese vielmehr zu höherem Wachstum und höherem Stoffwechsel
angeregt wird- und überdies, -,vie bekannt, eine Erhöhung der Haltbarkeit der Hefe
eintritt. Dabei wird die geringe Menge des Ozons dem Hefewachstum jeweils angepaßt.
Gegen Ende der Gärung wird die Ozonzugabe zur Betriebsluft stark vermindert oder
ganz abgebrochen. Es wurde weiter festgestellt, daß die Ozonzugabe nicht so groß
sein darf, daß eine deutliche - Bleichwirkung der Hefe eintritt, weil sonst die
bereits früher beobachteten Schädigungen auftreten.
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Diese Erscheinung ist vermutlich damit zu erklären, daß der vom Ozon
abgespaltene nascierende Sauerstoff=, der von der Hefe aufgenommen wird, die Lebenstätigkeit
der Hefezellen vermehrt, jedoch in zu starkem Maße diese Lebenstätigkeit bis zur
Selbstverbrennung der Hefe steigern kann. Es kommt also vornehmlich darauf an, das
Optimum der Lebenstätigkeit der Hefe durch den.
Ozongehalt der Betriebsluft
gerade zu erreichen, nicht aber zu überschreiten. Die höhere Haltbarkeit der Hefe
wird vermutlich durch die in der Hefezelle dann durch die Aufnahme von nascierendem
Sauerstoff her= vorgerufene niedrigere Wasserstoffionenkonzentration erzeugt, welche
einen Wert erreicht, der für den enzymatischen Eiweißabbau ungünstig ist.
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Es ist an sich bekannt, bei der Herstellung von Hefe die Luftzufuhr
gegen Ende der Gärung zu verringern. Dies geschieht, weil sieh zu diesem Zeitpunkt
keine neuen Zellen mehr bilden und das Ausreifen der Zellen nur wenig Luft erfordert.
Bei gleichzeitiger Gewinnung von Hefe und Spiritus würde übrigens unnötig Spiritus
abgeblasen werden. Die im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorgeschlagene Verringerung
der Ozonzuführung hat jedoch mit dieser Maßnahme nichts zu tun; sie soll nur verhindern,
daß eine Schädigung der Hefequalität eintritt.
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Das Verfahren kann derart durchgeführt werden, daß man in der Betriebsluft
auf bekannte Weise, z. B. durch Einschalten eines Ozonisators, Ozon erzeugt und
diese Ozonerzeugung zu Anfang der Gärung etwas schwächer einstellt, dann steigert
und gegen Ende der Gärung wieder stark herabsetzt oder ganz einstellt. Wie Versuche
ergeben haben, soll hierbei die Gesamtmenge des zugeführten Ozons während der ganzen
Gärdauer i70 bis 220g Ozon auf je ioo kg vergärbaren Zucker bei einer Ausbeute von
etwa g6oio Hefe nicht überschreiten, da sonst eine schädigende Wirkung auftritt.
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Weiter ist es notwendig, daß der Rhythmus der Ozonzuführung dem Rhythmus
des Hefewachstums angepaßt wird. Der Rhythmus der Ozonzuführung ist also so zu bemessen,
daß der jeweils vorhandenen Hefe nicht mehr als das optimale Quantum Ozon zugeführt
wird, d. h. daß zuerst die Stehhefe und die sich bildende Zuwachshefe mit der zuträglichen
Ozonmenge behandelt wird, dann aber nur noch die Zuwachshefe.
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Wird mit verhältnismäßig großen Stellhefemengen ein verhältnismäßig
kleiner Hefezuwachs erzeugt, so ist die Ozonzuführung in den ersten Gärstunden verhältnismäßig
groß zu bemessen, weil dann die Stellhefe einen verhältnismäßig großen Anteil der
jeweils in der Gärflüssigkeit vorhandenen Hefemenge ausmacht. Wird aber eine Gärung
so durchgeführt, daß mit verhältnismäßig kleinen Stellhefemengen ein großer Hefezuwachs
erzeugt wird, so wird zuerst wenig und später entsprechend mehr Ozon zugeführt.
Um eine gute Haltbarkeit zu erreichen, muß aber innerhalb der beiden letzten Gärstunden
die Zuführung von Ozon sehr stark vermindert oder ganz unterlassen werden, obwohl
man unter Umständen Wachstum und Stoffwechsel des Hefezuwachses an sich auch in
den letzten Gärstunden durch entsprechende Ozonzuführung günstig beeinflussen könnte.
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Durch Arbeiten nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren erhält
man sowohl eine Erhöhung der Ausbeute an Preßhefe und Alkohol als auch eine Steigerung
der Haltbarkeit der erzeugten Preßhefe.
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Im vorstehenden ist ausgeführt, daß bei dem Verfahren darauf zu achten
ist, daß in keiner Stufe des Verfahrens so viel Ozon zugeführt wird, daß eine Schädigung
der Hefe eintritt. Diese kritischen Höchstmengen können gegebenenfalls durch Vorversuche
ermittelt werden.
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Ausführungsbeispiel 200g Melasse mit 5o,5% polarisiertem Zucker werden
mit 49 Superphosphat in üblicher Weise geklärt und mit Wasser auf i o 1 Flüssigkeit
aufgefüllt. Als mineralisch Nährstoffe werden im Laufe der Gärung 2 g Diammoniumphosphat,
1, 2 g Ammoniumsulfat und 2,2g Ammoniakwasser (25% N H,9) zugesetzt. Als Stellhefe
werden 36g Preßhefe benutzt. Zum Lüften wurden zwei aus Diaphragmenmasse
hergestellte Kerzen benutzt. Die zur Verwendung gekommene Luftmenge betrug cool
je Stunde; es wurde 43/¢ Stunde gelüftet, wonach die Melasse vergoren war.
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Die Betriebsluft wurde durch einen Ozonisator bekannter Konstruktion
geleitet und die Erzeugung des Ozons durch Änderung der Primärspannung des Induktors
so geregelt, daß mit dem Luftstrom folgende Mengen Ozon während der Belüftung. zugeführt
wurden:
| In den ersten, 30 Min. 11,5 mg Ozon |
| - - nächsten 30 - 11,5 - - |
| _ _ _ 30 _ 18,5 _ - |
| _ _ - 30 - 35,0 - _ |
| _ _ _ 30 _ 308 - _ |
| _ _ _ 30 _ 308 _ _ |
| _ _ _ 30 _ 308 - _ |
| _ _ _ 30 _ 155 _ _ |
| - - |
| - - - 15 - 5,25 |
| _ _ _ 15 - o,75 - _ |
| - - letzten 15 - o,75 - - |
Es wurden folgende Ausbeuten erhalten: (Hefezuwachs und Alkoholausbeute, bezogen
auf i oo g Melasse; Alkohol nach der Bichromatmethode bestimmt; Haltbarkeit im Thermostaten
bei 35° C, be. stimmt bis zur Erweichung der Hefe.)
| blit Ozon Ohne Ozon |
| Hefezuwachs (bezogen- |
| auf 270/,) Trocken- |
| substanz) . . . . . . . . 48,30% 38,20% |
| Alkoholausbeute ..... 22,75% 23,75 % |
| Haltbarkeit . . . . . . . . . 82 Stunden 72 Stunden |