DE744133C - Fermentation process and device, in particular for the production of yeast or other microorganisms - Google Patents

Fermentation process and device, in particular for the production of yeast or other microorganisms

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DE744133C DESCH100076D DESC100076D DE744133C DE 744133 C DE744133 C DE 744133C DE SCH100076 D DESCH100076 D DE SCH100076D DE SC100076 D DESC100076 D DE SC100076D DE 744133 C DE744133 C DE 744133C
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Description

Gärverfahren und Vorrichtung, insbesondere zur Gewinnung von Hefe oder anderen Mikroorganismen Die Erfindung betrifft ein Gärverfahren, insbesondere zur Gewinnung von Hefe oder anderen Mikroorganismen, und Vorrichtungen zu seiner Ausführung. Das Verfahren läßt sich nicht nur -mit verschiedenen Kulturhefen, sondern auch mit Torula utilis erfolgreich durchführen, die bekanntlich biologisch zwischen den Hefen und den Bakterien steht und sehr kleine runde Zellen, aber keine Sproßverbände bildet. Jedoch auch für andere Mikroorganismen ist das Verfahren geeignet, da auch beispielsweise Milchsäurebakterien sich leicht aus blanken Lösungen absetzen.Fermentation process and device, in particular for the production of yeast or other microorganisms. The invention relates to a fermentation process, in particular for the recovery of yeast or other microorganisms, and devices for its Execution. The process can not only -with different culture yeasts, but also perform successfully with Torula utilis, which is known to be biologically between the yeast and the bacteria and very small round cells, but no sprout associations forms. However, the process is also suitable for other microorganisms, as well For example, lactic acid bacteria settle easily from bare solutions.

Die Erfindung kann auch in Fällen angewandt werden, bei denen es sich nicht um die Gewinnung von Mikroorganismen, sondern um die mit ihrer Hilfe erzeugten Stoffe, wie Alkohol, Essigsäure, Milchsäure, Aceton usw., handelt. Dabei sind ,naturgemäß .die von Fall zu Fall sich ergebenden und bekannten Sonderbedingungen, wie z. B. die Frage des Luftbedarfs bzw. die Vermeidung .einer Belüftung, zu berücksichtigen. Bei den bisher bclcanntgewordenen Gär-und Mikroorganismenzucht-Verfahren in strömender Nährlösung sind die Mikroorganismen nicht oder nur unvollkommen in der Gärflüsigkeit suspendiert und haben nicht genügend Berührung mit der Flüssigkeit, um ihre Gärungs- und Vermehrungskräfte voll zu entfalten, oder die in der Gärflüssigkeit genügend suspendierten Mikroorganismen müssen nach der Gärung von der Flüssigkeit durch besondere Maßnahmen, z. E. Anwendung von Zentrifugen, getrennt «-erden. Erfindungsgemäß wird die Abtrennung der Mikroorganismen und deren Wiedereinführung in den Kreislauf der Gärlösung ohne die Mithilfe zwischengeschalteter Zentrifugen ermöglicht. Nach der Erfindung bleiben die Mikroorganismen im Gärapparat, setzen sich hier durch reine Schwerkraftwirkung ab und gleiten selbsttätig ohne besondere Handhabungen oder Kontrollen nach einer unteren Umkehrstelle des Flüssigkeitskreislaufes, wo sie, ebenfalls ganz selbsttätig, durch die umlaufende Gärflüssigkeit wieder suspendiert oder auch entnommen «-erden können. F_in bekanntes Verfahren beschreibt Mittel, um einer Nährflüssigkeit bei der Herstellung von Hefe einen möglichst langen Weg darzubieten, damit eine möglichst vollständige Ausnutzung der Nährstoffe erfolgen kann. Am Anfang dieses Weges muß der neuen Gärflüssigkeit laufend frische Stehhefe zugeführt werden. Im Gegensatz hierzu wird nach der Erfindung vermittels einet- Anordnung von schrägen Flächen im Gärapparat erreicht, daß die Mikroorganismen von der mehr oder weniger erschöpften Gärflüsigkeit in den oberen und peripherischen Zonen des Gärapparates durch Abgleiten an diesen Schrägflächen abgetrennt und wieder dem unteren zentralen Teil des Gefäßes zugeleitet werden, wo frische Gärlösung zuströmt. Die Folge davon ist, daß sich nach der Erfindung in dem zentraler. Teil des Gefäßes zunächst eine außerordentlich rasche Vermehrung und eine besonders hohe Konzentration der Mikroorganismen erzielen läßt. Auf die hierdurch bewirkten Vorteile wird noch hingewiesen werden. Der wesentliche Erfindungsgedanke bei dem neuen, in einem senkrechte und schräge Leit- und Prallflächen enthaltenden Gefäß durchzuführenden Gärverfahren besteht darin, daß die Strömung der Gärflüssigkeit in dem Gefäß d3trart beeinflußt wird, daß die Mikroorganismen in der zunächst zwischen senkrechten Flächen zirkulierenden Gärflüssigkeit in Schwebe gehalter. und dann der Gärflüssigkeit durch Absetzen und Abgleiten an den Schräg -flächen entzogen werden.The invention can also be applied in cases where not about the extraction of microorganisms, but about those produced with their help Substances such as alcohol, acetic acid, lactic acid, acetone, etc., are involved. Here are, of course . The known special conditions that arise from case to case, such as B. the question of air requirements or the avoidance of ventilation must be taken into account. In the fermentation and microorganism breeding processes that have been discovered so far, in flowing The microorganisms in the fermentation liquid are not, or only imperfectly, nutrient solutions are suspended and do not have enough contact with the liquid to prevent their fermentation and reproductive powers to develop fully, or those in the fermentation liquid sufficient Suspended microorganisms must be removed from the liquid by special fermentation Measures, e.g. E. Use of centrifuges, separate «earths. According to the invention the separation of the microorganisms and their reintroduction into the cycle of Makes fermentation solution possible without the aid of intermediate centrifuges. After In the invention, the microorganisms remain in the fermenter, settle here through pure The effect of gravity and slide automatically without any special handling or controls after a lower reversal point of the fluid circuit, where they, also completely automatically, through the circumferential Fermentation liquid resuspended or can also be removed «-erden. F_in known procedure describes means, to get a nutrient fluid as long as possible in the production of yeast present, so that the nutrients are used as fully as possible can. At the beginning of this path, fresh standing yeast must be continuously added to the new fermentation liquid are fed. In contrast, according to the invention by means of a Arrangement of inclined surfaces in the fermenter ensures that the microorganisms of the more or less exhausted fermentation fluid in the upper and peripheral Zones of the fermenter separated by sliding on these inclined surfaces and again be fed to the lower central part of the vessel, where fresh fermentation solution flows in. The consequence of this is that according to the invention in the central. Part of the vessel initially an extraordinarily rapid increase and a particularly high concentration the microorganisms can achieve. The advantages brought about by this will be discussed later be pointed out. The main inventive idea in the new, in a vertical and fermentation processes to be carried out in the vessel containing inclined guide and baffle surfaces is that the flow of the fermentation liquid in the vessel affects d3trart is that the microorganisms in the initially circulating between vertical surfaces Fermentation liquid in suspension. and then the fermentation liquor by settling and Slipping on the inclined surfaces are withdrawn.

Die Mikroorganismen arbeiten am wirksamsten, wenn sie allseitig von der nährenden Lösung umgeben, d. h. darin suspendiert sind. Bei hohem Gehalt der Gärflüssigkeit an suspendierten Mikroorganismen kann eine gegebene, in der Flüssigkeit gelöste Nährstoffmenge in kürzerer Zeit verarbeitet werden als bei geringerem Gehalt an Mikroorganismen. Einem hohen Gehalt an Mikroorganismen steht bei den gebräuchlichen «1,rerfaltren die Notwendigkeit entgegen, nach erfolgter Gärung große Mikroorganismenmengen durch besondere Maßnahmen wieder von der Flüssigkeit zu trennen.The microorganisms work most effectively when they are from all sides surrounded by the nourishing solution, d. H. are suspended therein. If the content of the Fermentation liquid on suspended microorganisms can be a given in the liquid dissolved nutrients can be processed in a shorter time than with a lower content of microorganisms. The common ones have a high content of microorganisms «1, counteract the need to use large amounts of microorganisms after fermentation to be separated from the liquid again by special measures.

Das Verfahren nach der Erfindung beruht auf der Vereinigung statischer und dvnatnischer Einflüsse, insbesondere der Einwirkung von Strömungsvorgängen auf Suspensionen und auf die Abscheidung suspendierter Mikroorganismen.The method according to the invention is based on the union of static and dnatnischer influences, in particular the effect of flow processes Suspensions and the deposition of suspended microorganisms.

Im folgenden «-erden die Ausdrücke Gärung, Gärvorrichtung, Gärflüsigkeit, vergorene Flüssigkeit tt. dgl. in weiterem Sinne angewandt, also auch dann, wenn es sich nicht um Gärung im engeren Sinne, sondern im wesentlichen uni die Erzeugung von 1fil;roorgattismen handelt. Zur Vereinfachung wird bei der folgenden Erläuterung des wesentliehen Erfindungsgedankens das Beispiel der Hefeherstelhtng geschildert.In the following, the terms fermentation, fermentation device, fermentation liquid, fermented liquid tt. The like. Applied in a broader sense, including when It is not about fermentation in the narrower sense, but essentially about production is about 1fil; roorgattismen. For the sake of simplicity, the following explanation of the essential idea of the invention, the example of the yeast production outlined.

Die zu vergärende Flüssigkeit (Nährlösung) gelangt erfindungsgemäß in die mit besonderen Einrichtungen zur Suspendierung der Mikroorganismen versehene Schwebezone der Vorrichtung und mischt sich mit der dorit bereits vorhandenen Gärflüssigkeit, in welcher sich eine große Menge suspendierter Hefe in Schwebe befindet. Die zugeführten Nährstoffe werden von der reichlich vorhandenen Hefe sehr rasch verzehrt.The liquid to be fermented (nutrient solution) arrives according to the invention in those equipped with special devices for suspending the microorganisms Floating zone of the device and mixes with the fermentation liquid already present, in which there is a large amount of suspended yeast in suspension. The fed The abundant yeast consumes nutrients very quickly.

Die Schwebezone ist von senkrechten Führungsflächen umgeben und wird durch eine Zirkulationszone ergänzt. Die Gärflüssigkeit kreist senkrecht auf und ab steigend in der Schwebezone und Zirkulationszone.The floating zone is surrounded by vertical guide surfaces and is supplemented by a circulation zone. The fermentation liquid circles vertically on and from rising in the floating zone and circulation zone.

Ein Teil der Suspension, der mengenmäßig der neu zugeleiteten Nährlösung entspricht, tritt in die Absitzzone über, nachdem die Nährstoffe in der Kreislaufzone weitgehend aufgebraucht sind. Hier wird die Suspension unter Verminderung ihrer Strömungsgeschwindigkeit über eine oder mehrere steile Schrägflächen geleitet, auf denen sich Hefe absetzt und nach unten abrutscht, sobald der abgesetzte Hefeschlamm eine gewisse Schichtdecke erreicht hat.Part of the suspension, the amount of the newly supplied nutrient solution corresponds to, occurs in the settling zone after the nutrients in the circulatory zone are largely used up. Here the suspension is reducing its Flow rate passed over one or more steep inclined surfaces on where yeast settles and slips down as soon as the settled yeast sludge has reached a certain layer cover.

Die sich auf den Schrägflächen absetzenden und in den unteren Teil des Gärraums abrutschenden Hefemengen werden im unteren Teil der Kreislaufzone wieder suspendiert, beispielsweise durch Spülwirkung des in der Schwebezone senkrecht aufsteigenden Gärflüssigkeitsstromes bzw. durch mechanische Rührvorrichtung oder durch injektorarti" e Saugwirkung eines Belüftungsvorganges. Die zum Wiedersuspendieren des abgesetzter. Hefeschlammes verwendeten Vorrichtunge» können gleichzeitig zur Verstärkung der Aufwärtsbewegung der Gärflüssigkeit in der eigentlichen Schwebezone dienen. Das eingeblasene Gas wirkt dabei nach dem Prinzip der Mammutpumpe. Es hat sich gezeigt, daß durch Feinbelüftung eine möglichst vollkomtnette und gleichmäßige- Suspension der Hefezellen begünstigt wird.Those settling on the sloping surfaces and in the lower part Any amount of yeast that has slipped off the fermentation chamber is returned to the lower part of the circulatory zone suspended, for example by the flushing action of the vertically rising in the floating zone Fermentation liquid flow or by mechanical stirring device or by injector type " e suction effect of a ventilation process. The one used to re-suspend the discontinued. Devices used in yeast sludge can also be used to reinforce the Serve upward movement of the fermentation liquid in the actual floating zone. That injected gas works on the principle of the mammoth pump. It has shown, that through fine aeration a suspension that is as complete and uniform as possible the yeast cells is favored.

Ein Teil der auf den Schrägflächen der Absitzzone sich absetzenden und nach unten abrutschenden Hefe kann von Zeit ztt Zeit oder stetig durch Abschlettsen am unteren Ende oder an geeigneter anderer Stelle der Vorrichtung geerntet, gegebenenfalls in bekannter Weise gewaschen und auf Trockenhefe verarbeitet werden. Das Abzielten der überschüssigen Hefemengen kann :o erfolgen, daß die Menge der in der Schwebezone suspendierten Hefe konstant gehalten wird. Die Wirksamkeit einer Schrägfläche kann durch eingebaute senkrechte oder nahezu senkrechte Flächen erhöht werden, welche die Flüssigkeit über der Schrägfläche mehrfach zum Richtungswechsel zwingen, wobei einstellbare Vorrichtungen, z. B. Klappen, die Querschnitte an den Umkehrstellen der Strömung beeinflussen und das Wiederaufwirbeln abgesetzter Hefe verhindern.A part of the settling on the sloping surfaces of the settling zone and yeast slipping downwards can be from time to time or steadily by decay harvested at the lower end or at a suitable other point of the device, if necessary washed in a known manner and processed on dry yeast. The targeted the excess amounts of yeast can be done: o that the amount of in suspension suspended yeast is kept constant. The effectiveness of a Inclined surface can be increased by built-in vertical or almost vertical surfaces which the liquid over the inclined surface several times to change direction force, adjustable devices, e.g. B. flaps, the cross-sections of the Influence reversals of the flow and the refluxing of settled yeast impede.

Es hat sich auch als zweckmäßig erwiesen, mehrere Schrägflächen übereinander anzuordnen, wobei die abrutschende Hefe durch geeignete z. B. trichterförmige Vorrichtungen und durch geeignete Führung der Strömung Gelegenheit hat, von einer Schrägfläche auf eine andere Schrägfläche zu gelangen, ohne dabei 'aufgewirbelt zu werden. Der abrutschende Hefeschlamm gelangt dann schließlich in den Unterteil des Gärraums, wo er wieder in der Schwebezone suspendiert wird. Der überschuß kann im Unterteil des Gärraumes oder schon vorher abgeschleust werden.It has also proven to be useful to place several inclined surfaces on top of one another to be arranged, the slipping yeast by suitable z. B. funnel-shaped devices and by suitable guidance of the flow has the opportunity of an inclined surface to get onto another inclined surface without being whirled up. Of the Slipping yeast sludge then finally reaches the lower part of the fermentation chamber, where he is again suspended in the floating zone. The excess can be in the lower part of the fermentation room or be diverted beforehand.

Mit dem neuen Verfahren kann auch so gearbeitet werden, daß auf ein Abziehen von Lfiberschußhefe aus dem Gärgefäß ganz verzichtet wird, und eine dem Zuwachs an Hefe etwa entsprechende Hefemenge in der austretenden erschöpften Gärflüssigkeit suspendiert ist, um dann nach Verlassen der Vorrichtung auf geeignete Weise, etwa durch Zentrifugieren, abgeschieden zu werden. Bei 'dieser Arbeitsweise wird .also in der Absitzzone nur so viel Hefe abgesetzt und in die Schwebezone zurückgeführt, daß die Schwebezone nicht an Hefe verarmt. Auch bei dieser Ausführungsform hat das neue Verfahren gegenüber den gebräuchlichen Hefezüchtungsverfahren noch eine Reihe von Vorteilen, von denen die wichtigsten die stetige Arbeitsweise, geringe Raumbeanspruchung, verkleinerter Luftbedarf und geringe Infektionsgefahr sind.With the new method can be worked so that on a Removal of excess fiber yeast from the fermentation vessel is completely dispensed with, and one that Increase in yeast about the same amount of yeast in the exhausted fermentation liquid is suspended to then after leaving the device in a suitable manner, for example by centrifugation to be deposited. In this way of working, .also only so much yeast settled in the settling zone and returned to the floating zone, that the floating zone does not become depleted in yeast. In this embodiment too, this has there are still a number of new methods compared to the conventional yeast cultivation methods of advantages, the most important of which are the constant working method, low space requirements, reduced air requirement and low risk of infection.

Zur Inbetriebsetzung wird in an sich bekannter Weise Anstellhefe verwendet, die zweckmäßig in der Schwebezone zugegeben wird, während .die :gesamte Vorrichtung mit Wasser oder mit vergorener oder unvergorener Flüssigkeit geffillt ist. Es kann auch während des stetigen Betriebes zur Auffrischung der Hefe, zweckmäßig ih der Schwebezone, frisches Saatgut zugegeben weiden.For commissioning, pitching yeast is used in a manner known per se, which is expediently added in the floating zone, while .the: entire device is filled with water or with fermented or unfermented liquid. It can also during continuous operation to refresh the yeast, useful ih the Floating zone, fresh seeds added to graze.

Sofern die Zeit des Verweilens der Hefe in der Gärvorrichtung nicht zu der in manchen Fällen zweckmäßigen Reifung ausreicht, kann die Reifung der abgezogenen Hefe in einem nachgeordneten Gefäß in bekannter Weise stattfinden.Unless the time of the yeast lingering in the fermenter is not the maturation of the extracted Yeast can take place in a downstream vessel in a known manner.

Das neue Verfahren gestattet, mit so hoher Hefekonzentration zu arbeiten, daß die gesamte Hefemenge durch die Strömung der Gärflüssigkeit und durch die angewandten Hilfsmaßnahmen, z. B. Rühren oder Belüftung, nicht mehr in Schwebe gehalten werden kann. Trotzdem werden die Hefezzllen, die aus der Suspension ausscheiden, nicht dauernd der Nährflüssigkeit entzogen, sondern gelangen immer wieder schnell -in diese zurück und werden erneut suspendiert.The new process allows you to work with such a high yeast concentration that that the entire amount of yeast is applied by the flow of the fermentation liquid and by the Relief measures, e.g. B. stirring or aeration, are no longer held in suspension can. Even so, the yeast cells excreted from the suspension will not constantly withdrawn from the nutrient fluid, but always get back into it quickly these back and are suspended again.

Infolge der bei dem Verfahren möglichen günstigen hohen Hefekonzentration und der fortgesetzten reinigenden Spülwirkung der durchfließenden Flüssigkeit ist das Verfahren verhältnismäßig widerstandsfähig gegen Infektionen. In Anbetracht des geringen Raumbedarfes und der möglichen stetigen Arbeitsweise kann auch ohne Schwierigkeit steril gearbeitet werden.As a result of the favorable high yeast concentration possible with the process and the continued cleansing rinsing action of the flowing liquid the process is relatively resistant to infection. In view of the small footprint and the possible steady way of working can also be done without Difficulty being worked sterile.

Die hohe Hefekonzentration gestattet es, mit dem neuen Verfahren auch Nährlösungen zu verarbeiten, die Gärungsgifte oder gärungshemmende Substanzen enthalten, wie dies beispielsweise bei Holzzuckerwürzen der Fall ist, die durch Hydrolyse mit verdünnter Säure erhalten werden. Die auf eine Hefezelle treffende Menge an giftigen Substanzen ist dabei so gering, daß sie von der Zelle ohne weiteres entgiftet werden kann.The high yeast concentration makes it possible to use the new process as well To process nutrient solutions that contain fermentation poisons or fermentation-inhibiting substances, as is the case, for example, with wood sugar seasonings that are hydrolyzed with dilute acid can be obtained. The amount of toxic to a yeast cell Substance is so small that the cell detoxifies it easily can.

Bei der Vergärung von Holzzuckerwürzen und Sulfitablaugen ist ein besonderer Vorteil des Verfahrens die verhältnismäßig kurze Verweilzeit der Würze in der Gärvorrichtung infolge der schnellen Vergärung. Die in den `Holzzuckerwürzen, enthaltenen sogenannten Huminsubstanzen werden hierdurch an der Abscheidung gehindert.In the fermentation of wood sugar seasonings and sulphite waste liquors is a particular advantage of the process is the relatively short dwell time of the wort in the fermenter as a result of the rapid fermentation. The ones in the `wood sugar seasonings, So-called humic substances contained therein are prevented from separating.

Die Durchflußzeit der Gärflüssigkeit, also die Zeit, in der die Vergärung stattfindet, beträgt etwa eine Stunde und kann von der Art der Gärung und der angewandten Mikroorganismen beeinflußt werden.The flow time of the fermentation liquid, i.e. the time in which the fermentation takes place takes place is about an hour and may vary depending on the type of fermentation and the type of fermentation used Microorganisms are influenced.

Es ist bereits bekannt, die Ausflockung von Mikroorganismen, insbesondere von Hefe, durch Zusatz von Alkali und durch Erzeugung von Phosphatniederschlägen oder durch Flockenmilchsäurebakterien zu begünstigen. Die Wahl solcher Maßnahmen oder solcher Mikroorganismen, die zur Ausflockung neigen, ist bei dem neuen Verfahren ohne Nachteil, weil durch die zwangsläufige Suspendierung der Mikroorganismen in der Schwebezone auch in diesem Falle für genügende Berührung der Mikroorganismen mit der nährenden Flüssigkeit gesorgt wird.It is already known the flocculation of microorganisms, in particular yeast, by adding alkali and by generating phosphate precipitates or by flake lactic acid bacteria. The choice of such measures or those microorganisms that tend to flocculate are in the new process without any disadvantage, because the inevitable suspension of the microorganisms in the floating zone in this case too for sufficient contact with the microorganisms with the nourishing liquid is taken care of.

Nach dem neuen Verfahren ist es auch möglich, Agenzien, die das Absitzen der Hefe begünstigen, unmittelbar in die Absitzzone einzuführen, so daß eine Einwirkung dieser Agenzien auf diehauptsächlich in der Schwebezone stattfindende Vergärung überhaupt vermieden wird.According to the new method, it is also possible to use agents that prevent settling favor the yeast to introduce directly into the settling zone, so that an action of these agents on the fermentation taking place mainly in the floating zone avoided at all.

Gärvorrichtungen nach der Erfindung können sowohl neben- als auch hintereinander geschaltet werden. Auch besteht die Möglichkeit, im Bedarfsfalle einzelne Zonen innerhalb eines Gärgefäßes mehrfach vergrößert anzuordnen.Fermentation devices according to the invention can be used as well as can be connected in series. There is also the possibility in the If necessary, individual zones within a fermentation vessel can be enlarged several times.

An Hand schematischer Zeichnungen von Ausführungsbeispielen werden im folgenden das Verfahren und die zu seiner Durchführung dienenden -orrichtimgen erläutert: Abb. i zeit eine einfache Ausführtuigsform. Abb. :2 ist eine Einzeldarstellung des Teiles 8 von Abb. i.On the basis of schematic drawings of exemplary embodiments The following describes the procedure and the devices used to carry it out explained: Fig. i shows a simple form of execution. Fig.: 2 is a single representation of part 8 of Fig. i.

Abb. 3 -neigt ein Gärgefäß mit vielen übereinander angeordneten Schrägflächen in der Absitzzone, das besonders für größere Abmessungen geeignet ist.Fig. 3 - a fermentation vessel tilts with many inclined surfaces arranged one above the other in the settling zone, which is particularly suitable for larger dimensions.

Abb..l gibt .die Zoneneinteilung wieder. Die Vorrichtung nach Abb. i ist ein nach oben erweitertes Gefäß i mit beispielsweise rundem Oaerschnitt. Am unteren verjüngten Ende führt die mit Regulierorgan 3 versehene Gaszuleitung 2 zu einer Feinbelüftungsvorrichtung .4 mit Verteilungskörper ä (Filterplatte o. dgl. ). Von oben taucht das Zulaufrohr für Nährlösung 6 mit Regulierorgan 7 bis dicht über die Luftverteilung ein und ist dort mit einer unten geschlossenen trichteriörmigen Erweiterung 8 versehen, die Austrittsöffnungen nach oben besitzt und die in 't bb. 2 nochmals in vergrößertem Maßstab dargestellt ist.Fig..l shows the zoning again. The device according to Fig. I is an upwardly widened vessel i with, for example, a round cross-section. At the lower tapered end, the gas supply line 2, which is provided with a regulating element 3, leads to a fine ventilation device .4 with a distribution body (filter plate or the like ) . From above, the feed pipe for nutrient solution 6 with regulating element 7 is immersed just above the air distribution and is provided there with a funnel-shaped extension 8 closed at the bottom, which has outlet openings upwards and which in 't bb. 2 is shown again on an enlarged scale.

9, io, i i und j2- sind Rohre von rundem Querschnitt von denen die mit ungeraden Altern bezeichneten nach unten-gegen die schrägen Seitenwände des Spitzgefäßes einen geringen Abstand haben und nach oben unter der Flüssigkeitsoberfläche enden, während die mit geraden Ziffern bezeichneten nach unten einen größeren Abstand von der schrägen Gefäßwand haben und nach oben über die Flüssigkeitsoberfläche herausragen. 13 ist eine Überlaufriniie mit einem oder mehreren Ausläufen 1.1. i 5 sind verschließbare Schieher oder sonstige Absperr- oder Regelorgane zum Ablassen von Hefeschlamm. Die HauptströmungsrIchtungen der Gase und Flüssigkeit sind durch Pfeile angedeutet.9, io, i i and j2- are tubes of round cross-section of which the with odd ages marked down-against the sloping side walls of the Pointed vessel have a small distance and upwards below the surface of the liquid end, while those marked with even digits have a greater distance downwards from the inclined vessel wall and protrude upwards above the surface of the liquid. 13 is an overflow line with one or more outlets 1.1. i 5 are lockable Schieher or other shut-off or regulating devices for draining yeast sludge. the The main directions of flow of gases and liquids are indicated by arrows.

Das Gefäß und die Einbauten können auch vieleckigen Querschnitt haben oder sich trogartig nach unten-verjüngen.The vessel and the internals can also have a polygonal cross-section or taper downwards like a trough.

Der erfindungsgemäß sich vollziehende ''organg ist folgender.The process according to the invention is as follows.

Frische Nährlösung wird durch Rohr 6 und Verteilungskörper S zugeführt. Luft strömt aus der Feinbelüftungsvorrichtung .1, 5 nach oben aus. Von den Luftblasen wird na--li dein Injektor- bzw. Mammutpumpenprinzip die Flüssigkeit in der Schwebezone zwischen den Rohren 9 nach oben geführt. Die darin suspendierten Hefezellen können sich in der frischen Nährlösung reichlich vermehren bzw. die Nährstoffe weitgehend zu Gärungserzeugnissen abbauen. Über die obere Kante des Rohres 9 breitet sich die Flüssigkeit nach außen aus, wird am überstehenden Ende des Rohres io nach unten abgelenkt und sinkt in der Zirkulationszone zwischen den Rohren 9 und io nach unten. Durch den Zwischenraum zwischen Rohr 9 und der schrägen Außenwand wird ein Teil der Suspension infolge der Injektorwirkung der Belüftung in den aufsteigenden Strom der Schwebezone innerhalb des Rohres 9 zurückgeführt und zirkuliert auf diese Weise wiederholt. Ein anderer Teil der Suspension. der durch den frischen Zulauf des Rohres 6 aus dem Kreislauf verdrängt wird, tritt um das untere Ende des Rohres io und steigt zwischen den Rohren io und i i nach oben, breitet sich dort wieder bis an das iiber die Flüssigkeitsoberfläche ragende Rohr 12 aus, sinkt zwischen Rohr i i und 12 erneut nach unten und tritt schließlich um das untere Ende des Rohres i2 in den äußersten Ringraum über, aus dem es über den Gefäßrand in die Rinne 13 und den Ablauf 1.4 gelangt. Bei 17 trennt sich infolge der Schwere und Trägheit ein Teil der spezifisch schwereren Hefezellen von der nach oben zwischen die Rohre io und i i abgelenkten Flüssigkeit. Dieser Vorgang wiederholt sich bei iS und nach Bedarf noch an weiteren eingebauten Rohren.Fresh nutrient solution is supplied through pipe 6 and distribution body S. Air flows out of the fine ventilation device .1, 5 upwards. From the air bubbles If so, your injector or mammoth pump principle will keep the liquid in the floating zone guided between the tubes 9 upwards. The yeast cells suspended in it can multiply in the fresh nutrient solution or the nutrients to a large extent degrade into fermentation products. Over the upper edge of the tube 9 spreads Liquid outwards, is at the protruding end of the tube io downwards deflected and sinks in the circulation zone between the pipes 9 and io downwards. Through the space between the pipe 9 and the inclined outer wall, a part of the suspension as a result of the injector action of the aeration in the ascending stream the floating zone within the tube 9 and circulates in this way repeated. Another part of the suspension. that through the fresh inlet of the pipe 6 is displaced from the circuit, occurs around the lower end of the tube io and rises between the pipes io and i i upwards, there again spreads to the over the pipe 12 protruding from the surface of the liquid sinks again between pipe i i and 12 down and finally enters the outermost one around the lower end of the tube i2 Annular space over, from which it is over the edge of the vessel into the channel 13 and the drain 1.4 got. At 17, due to the gravity and inertia, part of the specific separates heavier yeast cells deflected upwards between tubes io and i i Liquid. This process is repeated at iS and, if necessary, on others built-in pipes.

Der bei 17 und i8 aus der umgelenkten Flüssigkeit ausfallende Hefeschlamm rutscht auf der schrägen Wandung nach unten ab. Die Neigung der schrägen Wand soll derart sein, daß eine Ansammlung der Hefe in stärkeren Schichten vermieden wird.The yeast sludge precipitating from the deflected liquid at 17 and 18 slides down on the sloping wall. The slope of the sloping wall should be be such that an accumulation of the yeast in thicker layers is avoided.

Die abrutschende Hefe wird durch die Injektorwirkung der Belüftungseinrichtung :1, wieder suspendiert. Ein Teil derselben, der etwa dem Zuwachs entspricht, kann bei j.5 zeitweise oder stetig abgeschleust werden.The yeast that slips off is caused by the injector effect of the aeration device : 1, suspended again. A part of it, which corresponds approximately to the increase, can be discharged temporarily or continuously at j.5.

Die Klappen 16 am unteren Ende des Rohres i i sollen nicht nur die Strömung regeln, sondern auch eine Wiederauf«-irbelung der abgesetzten, nach unten abrutschenden Hefeteilchen verhindern.The flaps 16 at the lower end of the tube i i should not only be the Regulate the flow, but also a re-eddying of the deposed, downward Prevent yeast particles from sliding off.

Abb. 3 ist der Längsschnitt durch ein Gärgefäß, das im wesentlichen nach demselben, Prinzip gebaut ist. Jedoch ist hier ein System von vielen Schrägflächen zur Erzielung besserer Absetzwirkung eingebaut. An Stelle der runden Trichterform ist ein nach oben erweiterter Trog 21 getreten. Die Wirkungsweise ist folgende.Fig. 3 is the longitudinal section through a fermentation vessel, which is essentially is built on the same principle. However, here is a system of many inclined surfaces built in to achieve a better settling effect. Instead of the round funnel shape an upwardly widened trough 21 has entered. The mode of action is as follows.

Die Gärflüssigkeit tritt durch die mit Regulierorgan 23 versehene Leitung 22 in die Schwebezone zwischen den Flächen 29 bzw. 3o durch das gelochte Rohr 2.4 ein. Durch die mit Regulierorgan 26 versehene Leitung 25 und die Luftverteilungskammer 27 mit Verteilungsvorrichtung28 wird der Schwebezone fein verteilte Luft zugeleitet. Die Luft beschleunigt die Aufwärtsbewegung der Gärflüssigkeit zwischen den Flächen 29 und saugt dadurch außerhalb der Schwebezone abgelagerten Hefeschlamm an und suspendiert ihn in der Flüssigkeit in der Schwebezone. Über den oberen Rand der Führungsfläche 29 tritt die Flüssigkeit zwischen den von den senkrechten Flächen 3o und 29 begrenzten, absteigenden Zirkulationsteil über und kreist zum Teil wiederholt durch die Schwebezone zwischen den Flächen 29. Die obere Erweiterung zwischen den Flächen 30 kann ohne Nachteil für die Wirkung unterbleiben. Die senkrechten Wände 29 können oben zur Regelung der aus der eigentlichen Schwebezone in die Zirkulationszone übertretenden Flüssigkeit wehrartig einstellbar ausgeführt werden.The fermentation liquid passes through the line 22 provided with the regulating member 23 into the floating zone between the surfaces 29 and 3o through the perforated pipe 2.4. Finely distributed air is fed to the floating zone through the line 25, which is provided with the regulating element 26, and the air distribution chamber 27 with the distribution device 28. The air accelerates the upward movement of the fermentation liquid between the surfaces 29 and thereby sucks in yeast sludge deposited outside the floating zone and suspending it in the liquid in the floating zone. The liquid passes over the upper edge of the guide surface 29 between the descending circulation part limited by the vertical surfaces 3o and 29 and partially circles repeatedly through the floating zone between the surfaces 29. The upper extension between the surfaces 30 can be used without any disadvantage for the effect remain under. The vertical walls 29 can be designed to be adjustable like a weir at the top to regulate the liquid passing over from the actual floating zone into the circulation zone.

Ein Teil der aus der Zirkulationszone tretenden ganz oder teilweise erschöpften Flüssigkeit gelangt in die Absitzzone und durchfließt hier das Schrägflächensystem 3z, 32 und 33. Aus der erschöpften Gärflüssigkeit setzt sich Hefe auf den .Schrägflächen 3 z, 3-2 und 33 ab, so daß bei 3,1. durch die Regulierorgane 35 die von der Hefe ganz oder teilweise befreite Flüssigkeit entnommen werden kann. Die Strömungsgeschwindigkeit zwischen den einzelnen Schrägflächen kann durch gesonderte, regulierbare Entnahmevorrichtungen zwischen je zwei Schrägflächen beeinflußt werden. Die auf den Schrägflächen 31, 32 und 33 abrutschende Hefe wird durch trichterförmige Vorrichtungen 36 derart geleitet, daß ein Wiederaufwirbeln beim Abrutschen von den einzelnen Schrägflächen ver- ' mieden wird. -Durch Rohre 3; und Abschlußorgane 38 kann überschüssiger Hefeschlamm abgeschleust werden.Part of the completely or partially exhausted liquid emerging from the circulation zone reaches the settling zone and flows through the inclined surface system 3z, 32 and 33. From the exhausted fermentation liquid, yeast settles on the inclined surfaces 3z, 3-2 and 33, so that at 3.1. by means of the regulating members 35, the liquid which has been completely or partially freed from the yeast can be removed. The flow rate between the individual inclined surfaces can be influenced by separate, adjustable extraction devices between each two inclined surfaces. The yeast slipping on the inclined surfaces 31, 32 and 33 is passed through funnel-shaped devices 36 in such a way that it is prevented from being swirled up again when it slips off the individual inclined surfaces. -Through pipes 3; and closure members 38 excess yeast sludge can be discharged.

Abb. 4 zeigt schematisch die wesentlichen Zonen. In der Schwebezone 50 werden die Mikroorganismen in der aufsteigenden Flüssigkeit in Schwebe gehalten. In der mit der Schwebezone 5o einen Kreislauf bildenden Zirkulationszone 51 sinkt die Suspension nach unten, um erneut in der Schwebezone 5o aufwärts getrieben zu werden. In der oberhalb der zur Schwebezone So abfallenden Schrägfläche liegenden Absitzzone 52 fällt Hefe aus der erschöpften Gärflüssigkeit aus und rutscht zur Schwebezone So zurück.Fig. 4 shows schematically the main zones. In the floating zone 50 , the microorganisms are kept in suspension in the rising liquid. In the circulation zone 51, which forms a circuit with the floating zone 5o, the suspension sinks downwards in order to be driven upwards again in the floating zone 5o. In the settling zone 52 located above the sloping surface sloping towards the floating zone So, yeast precipitates from the exhausted fermentation liquid and slides back to the floating zone So.

Die wesentlichen Vorteile des neuen Verfahrens gegenüber den bisher angewandten sind folgende: Geringer Raumbedarf infolge hoher Leistung, Herabsetzung der Anlagekosten, selbsttätige Abscheidung der Mikroorganismen, stetige Arbeitsweise, Vermeidung von Störungen durch Infektion, Widerstandsfähigkeit gegen Gärungsgifte, gärungshemmende Stoffe, Eignung für sterile Arbeitsweise,- sparsame und wirkungsvolle Belüftung, weitgehende Erschöpfung der Gärflüssigkeit und Erhöhung der Ausbeute an Gärungserzeugnissen, kein fortlaufender Bedarf an Anstellhefe.The main advantages of the new process over the previous ones applied are the following: low space requirement due to high performance, reduction the system costs, automatic separation of microorganisms, continuous operation, Avoidance of disturbances due to infection, resistance to fermentation poisons, Fermentation-inhibiting substances, suitability for sterile working methods, - economical and effective Ventilation, extensive depletion of the fermentation liquid and increased yield of fermentation products, no ongoing need for pitching yeast.

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE: r. Gärverfahren, insbesondere zur Gewinnung von Hefe oder anderen Mikroorganismen, unter Durchleiten der Gärflüssigkeit durch ein mit einer Rühr- oder Gaszuführungsanlage versehenes Gefäß mit Leit- und schrägen Prallflächen, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömung der Gärflüssigkeit derart geleitet wird, daß die Mikroorganismen zunächst zwischen den Leitflächen durch Einblasen von Gasen oder durch Rühren o. dgl. in der Schwebe gehalten und durch dieselben Mittel nach oben befördert werden, während die aus der Flüssigkeit sich absetzenden und an den schrägen Flächen abgleitenden Mikroorganismen entweder ganz oder teilweise der Gärflüssigkeit wieder zugeführt oder aus dem Gärraum entfernt werden. PATENT CLAIMS: r. Fermentation processes, in particular for the production of yeast or other microorganisms, while passing the fermentation liquid through a with Vessel provided with a stirring or gas supply system with guide and inclined baffles, characterized in that the flow of fermentation liquid is directed in such a way that that the microorganisms first between the guide surfaces by blowing gases or kept in suspension by stirring or the like and by the same means are conveyed above, while the settling out of the liquid and to the Microorganisms sliding off inclined surfaces either wholly or partially of the fermentation liquid fed back in or removed from the fermentation chamber. 2. Verfahren nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß in der Absitzzone, insbesondere über den Schrägflächen, das Abscheiden der Organismen in bekannter Weise durch Herabsetzung der Wasserstoffionenkönzentration, z. B. durch Zusatz von Alkalien, oder auch durch Beschweren der Mikroorganismen, z. B. durch Phosphate, oder durch Flockenmilchsäurebakterien o. dgl. erfolgt, -,nährend in der Schwebezone der für das Wachstum der Organismen bzw. für die Gärung günstigste Zustand aufrechterhalten wird. 2. The method according to claim r, characterized in that in the settling zone, in particular above the inclined surfaces, the separation of the organisms in a known way by reducing the hydrogen ion concentration, z. B. by adding alkalis, or by weighing down the microorganisms, z. B. by phosphates, or by flake lactic acid bacteria o. The like. Takes place, -, nourishing in the floating zone the most favorable for the growth of the organisms or for fermentation State is maintained. 3. Vorrichtung zurAusführung des Verfahrens nach den Ansprüchen z oder gekennzeichnet durch ein nach oben erweitertes Gefäß (1,:21) mit eingebauten, die Schwebezone umschließenden senkrechten Flächen (9, 29), die abwechselnd wenig unter dem Flüssigkeitsspiegel und über demselben endigen und unten nicht bis zur begrenzenden Gefäßwand reichen, sowie durch eine am unteren Ende des Gefäßes und in der Schwebezone angebrachte Rührvorrichtung (2, 4, 5, 25, 27, 28) bekannter Art (mechanische Rührung oder Luftrührung; und durch geneigte Flächen (I. 31, 32. 33.) in der nach oben erweiterten Absitzzone.3. A device for performing the method according to claims z or characterized by an upwardly widened vessel (1,: 21) with built-in vertical surfaces (9, 29) which surround the floating zone and which end alternately slightly below the liquid level and above the same and below do not extend to the bounding vessel wall, as well as by a stirring device (2, 4, 5, 25, 27, 28) of a known type (mechanical stirring or air stirring; and by inclined surfaces (I. 31 , 32. 33. ) in the widened sitting area at the top.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE925341C (en) * 1942-12-06 1955-03-21 Phrix Werke Ag Method of obtaining yeast
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