DE748531C

DE748531C - Fermentation of low-sugar liquids on alcohol

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Publication number: DE748531C
Application number: DEM147414D
Authority: DE
Priority date: 1940-03-28
Filing date: 1940-03-28
Publication date: 1944-11-03

Description

Vergärung zuckerarmer Flüssigkeiten auf Alkohol Bei -allen Gärverfahren tritt durch die Entwicklung von Kohlensäure eine Flüssigkeitsbewegung in den Gärbottichen ein, durch welche die Hefe mit der Gärflüssigkeit vermischt wird. Bei den viel Zucker enthaltenclen Maischen. z. B. den Melassemaischen, ist diese Bewegung anfangs stürmisch. Sie nimmt zwar gegen Ende der Vergärung ab, reicht aber aus, um eine genügende Menge Hefe in der Maische schwebend zu erhalten, bis die Gärung beendet ist. Begünstigt wird der dadurch bedingte und erwünschte ständige Ortswechsel der Hefe in der Gärflüssigkeit, durch den sie fortwährend mit neuen unvergorenen Zuckerteilchen in Berührung kommt, z. B. bei den Kartoffel- und Getreidemaischen durch die Anwesenheit von Schalen oder Trebern, auf denen die Hefe sich absetzt und mit denen sie gemeinschaftlich bis zur Beend?gung der G1rilng in der Maische auf- und absteigt.Fermentation of low-sugar liquids on alcohol In all fermentation processes, the development of carbonic acid causes liquid movement in the fermentation vats, through which the yeast is mixed with the fermentation liquid. With the mashes that contain a lot of sugar. z. B. the molasses mash, this movement is initially stormy. Although it decreases towards the end of fermentation, it is sufficient to keep a sufficient amount of yeast floating in the mash until fermentation is complete. The constant change of location of the yeast in the fermentation liquid, which is caused and desired by this, is favored, through which it continually comes into contact with new unfermented sugar particles, e.g. B. in the potato and grain mash due to the presence of pods or grains on which the yeast settles and with which it rises and descends in the mash until the mash is complete.

Bei den zuckerarmen Gärflüssigkeiten, wie ilen Sulfitablaugen und Holzzuckerwürzen, genügt die Kohlensäureentwicklung nicht, um die Hefe in der gärenden Flüssigkeit schwebend zu Erhalten. Es treten Ausfälle dadurch ein, dafi dauernd Hefe herabsinkt und sich auf dem Boden oder auf den Einbauten der Bottiche ablagert. Von der abgesetzten Hefe nimmt .aber nur die äußere Schicht an der Vergärung teil; den darunterliegenden Zellen fehlt die Berührung mit der Zuckerlösung. Sie gehen daher auch bald zugrunde und sind für die Alkoholgärung verloren.In the case of low-sugar fermentation liquids, such as ile sulphite waste liquors and Wood sugar seasoning, the carbon dioxide development is not enough to keep the yeast in the fermenting To keep liquid floating. Failures occur because they are permanent The yeast sinks and is deposited on the bottom or on the internals of the vats. Of the settled yeast, only the outer layer takes part in the fermentation; the cells below are not in contact with the sugar solution. you go therefore soon die and are lost to alcohol fermentation.

Bei den zuckerarmen Gärflüssigkeiten wird das unerwünschte Absetzen der Hefe weiter begünstigt durch im Gärbottich ausgeschiedenen Schlamm, bestehend z. B. aus dem Neutralisationskalk oder Gips, der die Hefe m?t zu Boden reißt. Man hat daher schon vorgeschlagen, durch wiederholtes Lüften die abgesetzte Hefe wieder .aufzuwirbeln, doch hat das Lüften Nachteile, nicht nur durch die damit verbundenen Alkoholverluste, sondern auch durch die bei Sauerstoffzufuhr verstärkte Bildung von Alkohol verzehrender Kamiiefe. Man hat auch schon versucht, die durch die Kohlensäurebildung hervorgerufene Bewegung durch Einbauten zti leiten und zit verstärken. Dem gleichen Zweck dienen Rührwerke, welche, wenn sie nur zeitweise henutzt werden, nicht ausreichen, um ein Absit7en der Hefe zu verhindern, deren Kraftaufwand aber erheblich ins Gewicht fällt. wenn sie dauernd laufen und die gesamte liefe ständig in der Schwebe halten sollen. Die zuckerarmen Gärflüssigkeiten werden in Gärbottichen vergoren, deren Inhalt ioo bis 300c11,--n und mehr beträgt, so daß zu deren mechanischer Bewegung Rührwerke von gro-Lten Abmessungen und entsprechend grober _@ntriübskraft eingebaut werden müssen, uni den Zweck voll zu erreichen.In the case of the low-sugar fermentation liquids, the undesirable settling is avoided the yeast is further favored by the sludge excreted in the fermentation vat z. B. from the neutralizing lime or gypsum, which must tear the yeast to the ground. Man has therefore already proposed to restore the settled yeast by repeated airing .to stir up, but ventilation has disadvantages, not only because of the associated ones Loss of alcohol, but also through the increased formation with oxygen supply of alcohol-consuming kamia. Attempts have also been made to produce carbon dioxide Guide and increase the movement caused by built-in components. The same The purpose is agitators, which when used only occasionally will, not enough to prevent the yeast from falling off, but the effort involved is of considerable importance. if they run constantly and the whole thing runs constantly to keep in suspension. The low-sugar fermentation liquids are fermented in vats fermented, the content of which is 100 to 300c11, - n and more, so that to their mechanical Movement agitators of large dimensions and correspondingly coarse turbidity must be built in to fully achieve the purpose.

Es ist nun gefunden wofden, daß man die ;gesamte Hefe mit geringem Kraftaufwand «-:ihrend der ganzen Gärzeit in der Gärflüssig-]zeit in der Schwebe halten kann durch Umwälzen des Bottichinhalts mit Hilfe von l@(ilirl)ogenumwälzpuinpen. Diese saugen die gir ende Flüssigkeit aus dem Bottich in beL#eüiger Höhe, vorzugsweise in bis i/_ der I@c,ttichh@ihe, während der Gärung ständig an und drücken sie in Bodenhöhe, vorzugsweise tangential, wieder in den Durch die sich überlagernden Bewegungen der im Bottich aufsteigenden umgewälzten Flüssigkeit und der durch das Einströinüti der umgewälzten Flüssigkeit im Bottich entstehenden Drehbewegung wird das Absetzen von Hefe praktisch vollkommen verhindert. Es ist za-eclcmäßig. alle Einbauten aus dem Bottich zu entfernen, damit die Flüssigkeitsbewegung nicht behindert ist und damit sich keine toten Ecken bilden, in denen die Hefe sich absetzen kann. Die Hefe bleibt dann über den ganzen Flüssigkeitsinhalt gleichmäh:g verteilt, wie an verschiedenen Stellen entnommene Proben 7eigen. Die Anlage und Betriebskosten einer solchen Einrichtung sind überraschend gei-ing. Die Rohrbogenum%i-älzpurnpe wird einfach als Krümmer in die Rohrleitung der um-;;etvä . lzten der Flüssigkeit Pumpe beträgt eingesetzt. z. B. bei Der i oo Kraft- chni je Stunde unigewälzte Gärflüssigkeit nur t,(- PS. Diese Leistung genügt vollauf, uni in einem Pic@itirli von etwa Zoo cbin Inhalt (-in Absitzen der liefe sicher zu verhindern.It has now been found that the whole of the yeast can be obtained with little Effort «-: during the whole fermentation time in the fermentation liquid time in suspension can hold by circulating the contents of the vat with the help of l @ (ilirl) ogenumwälzpuinpen. These suck the fermenting liquid out of the tub at a suitable height, preferably in to i / _ der I @ c, ttichh @ ihe, during fermentation constantly and push them in Floor level, preferably tangential, again in the By the overlapping movements the circulating liquid rising in the vat and that through the inflow the rotating movement created by the circulated liquid in the vat causes the sedimentation practically completely prevented by yeast. It's za-eclc-like. all internals remove from the vat so that the movement of the liquid is not impeded and so that there are no dead corners in which the yeast can settle. Yeast then remains evenly distributed over the entire liquid content, as on different ones Samples taken from places are own. The facility and operating costs of such a facility are surprisingly wrong. The pipe bend around% i-älzpurnpe is simply used as a bend in the pipeline of the um - ;; etvä. Last of the liquid pump is used. z. E.g. with Der i oo Kraft- chni per hour of unrolled fermentation liquid only t, (- PS. This achievement is completely sufficient, uni in a Pic @ itirli of about Zoo cbin content (-In dismounting the run safely to prevent.

Die Rohrbogeriumcv:ilzpunipen werden erindungsgemä ß z. B. bei den absatzweise arbeitenden Gärverfahren angewendet. Soll die gebrauchte liefe zu neuen Gärungen verwendet werden, so wird nach Beendigung der Gärung die Umlaufpumpe abgestellt. Die Hefe setzt sich dann schnell ab und kann am Boden des Bottichs abgezogen werden. Da sie bis zum Schluß unter guten Lebensbedingungen gehalten wurde, ist sie sehr viel gärals die sonst während der Gärung getvonnene Bodensatzhefe.The Rohrbogeriumcv: ilzpunipen are erindungsgemä ß z. B. at the batch fermentation processes applied. Should the used one go to new one Fermentations are used, the circulation pump is switched off after fermentation is complete. The yeast then settles quickly and can be drawn off at the bottom of the vat. Since she was kept in good living conditions until the end, she is very much more fermented than the lees yeast otherwise obtained during fermentation.

Si dl die Hefe ;in Verschneideverfahren oder bcini absatzweise arbeitenden Verfahren finit wiederverwendet w::-den, so läßt man die Pumpe weiterlaufen, auch während des Verschneidens bzw. der Hefegewinnung in den Separatoren.Si dl the yeast; blending or bcini batchwise If the method is finitely reused, the pump is allowed to continue running, too during blending or yeast extraction in the separators.

Bei deü ununterbrochen arbeitenden Gärverfahren findet die Rohrbogenumwälzptimpe crlindun;;s:,'em<iß mit besonderem Erfolg Anwendung hauptsächlich beim Gärverfahren mit Heferückführung, sei es, dar die Hefe rttts der vergorenen Maische durch Schleudern als Hefemilch gewonnen wird, sei es, daß sie mit einem Teil der vergorenen Maische ohne Hefekonzentration der ununterbrochen ztil.iufenden frischen Zuckerlösung beigemischt wird. In beiden Fällen wird die Gärung verbessert, da stets über den ganzen Flü;sigkeitsinhalt jedes Gärbottichs eine hleichni:i1.';ige Hefeverteilung gesichert bleibt.The pipe bend recirculation pulse takes place in the continuously operating fermentation process crlindun ;; s:, 'em <eats with particular success, mainly in fermentation processes with yeast return, be it the yeast rttts the fermented mash by centrifuging as yeast milk is obtained, be it that it is made with part of the fermented mash without yeast concentration added to the continuously flowing fresh sugar solution will. In both cases, the fermentation is improved, as always over the entire liquid content Every fermentation vat has a similar yeast distribution.

In der Sultitspiritusindustrie w=rd allgemein in offenen Bottichen vergoren, so clah die Oberli;iche der gärenden Maischic finit der Luft in Berührung steht. Damit ist dieIÜglichkeit für die Entwicklung von Kamliefen gegeben, die bekanntlich keinen Alkohol bilden, sondern diesen sogar aufzehren und damit die Alkoholausbeute verringern. Bei Verwendung der Rohrbogemunwälzpumpe ist wahrend der ganzen Gärung die Flüssigkeitsbewegung im Bottich so stark. daß immer wieder neue Flüssigkeitsteilchen an die Ob.erfl:iche kommen. Um deren Berührung mit der Luft zu' verhindern und die Kambefebildung nach Möglichkeit ztt unterdrücken, ist es vorteilhaft, die Gärbottiche abzudecken, so daß die Oberfläche der Flüssigkeit stets untereiner Kohlensäureatmosphäre gehalten wird. Es ist selbstverständlich, daß beim beschriebenen \-erfahren alle der Gärungsindustrie bekannten Maßnahmen, z. B. zur Erhöhung oder @-ntti-stütztiii#, der G:irt:itigheit der Flefe, angewendet werden 'können, z. B. Zugabe von \=ihrsalzen. lährsubstanzen, Wirkstollen tt-dgl.In the sultite spirit industry it is generally in open vats fermented, so clah the Oberli; I the fermenting Maischic finite in contact with the air stands. This gives the possibility for the development of Kamliefen, which is well known do not form alcohol, but actually consume it and thus the alcohol yield to decrease. When using the elbow circulating pump it is during the whole fermentation the movement of the liquid in the vat is so strong. that there are always new particles of liquid come to the Ob.erfl: iche. To prevent their contact with the air and the If possible to suppress the formation of cambers, it is advantageous to use the fermentation vats cover so that the surface of the liquid is always under a carbonic acid atmosphere is held. It goes without saying that all of the measures known to the fermentation industry, e.g. B. to increase or @ -ntti-supportiii #, the virtue of the flefe can "be applied", e.g. B. Addition of their salts. nutrients, active stollen daily

Bei der Hefegewinnung durch Vergiii-en zuckerhaltiger Maischen ist es bekannt, die gärende :Maische oder die ini geschlossenen Gärbottich befindliche Luft in kurzer Zeit. am besten innerhalb von a Minuten oder weniger, durch sehr kräftig wirkende Zentriftigalpumpen umzupumpen. Durch die dabei eintretende intensive Bewegung der Maische soll die Sauerstoffaufnahme der Hefe aus der l.tift gefördert und das Hefewachstum angeregt werden.When yeast is obtained by fermenting sugary mashing it is known the fermenting: mash or the ini closed fermentation vat located Air in a short time. best within a minutes or less, by a lot pumping powerful centrifugal pumps. Because of the intense Movement of the mash is supposed to promote the oxygen uptake of the yeast from the l.tift and stimulate yeast growth.

Bei der vorliegenden 1?rfindting wäre ein starkes Hefewachstum schädlich, weil es die Alkoholausbeute herabsetzt. Man kann also die .Anordnungen des bekannten Verfahrens bei der vorliegenden Erfindung nicht benutzen. Vielmehr besteht letztere in der Anwendung einer besonderen Pumpentype mit sehr niedriger Leistung zum Zweck der Erhaltunä einer schwachen Bewegunä des Bottichinhalts, die lediglich das Absetzen der Hefezelren verhindern soll. Zu diesem Zweck wird der Bottichinhalt mit Hilfe einer Rohrbogenuniwälzpumpe im Laufe von etwa 2 Stunden einmal umgepumpt.With the present 1? Rfindting a strong yeast growth would be harmful, because it lowers the alcohol yield. So one can use the. Arrangements of the known Do not use the method in the present invention. Rather, there is the latter in the application of a special type of pump with very low power for the purpose the preservation of a weak movement of the contents of the vat, the only to prevent the yeast cells from settling. The vat contents are used for this purpose pumped around once in the course of about 2 hours with the help of an elbow circulating pump.

Die Verwendung von Rohrbogenurnwälzpumpen konunt bei dem soeben besprochenen bekannten Verfahren der Lufthefegewinnung nicht in Frage, weil diese Pumpenart die dort verlangte hohe Leistung nicht abgeben 'kann. Beispiel Dem Bottich i wird ständig Zuckerlösung durch die Rohrleitung 2 zugeführt, die aus dem Stutzen 3 vergoren abfließt. In etwa halber Höhe wird bei 4. gärende Flüssigkeit durch die Rohrbogenumwälzpumpe angesaugt und bei 5 tangential am Boden des Bottichs hineingedrückt. Die Rohrbogenumwälzpumpe besteht aus einem Rohrbogen 6 mit eingebautem Pumpenlaufrad 7, welches direkt von einem Elektromotor S angetrieben wird. Bei einem- Bottichinhalt von 200 cbm beträgt die Fördermenge der Pumpe i oo cbm/Stunde. Die Saug- und Druckleitung hat einen Durchmesser von 125 mm. Der Kraftbedarf. des Elektromotors beläuft sich auf nur i,6 PS.The use of elbow recirculation pumps was common with the one just discussed known method of air yeast extraction out of the question, because this type of pump the there the required high performance cannot deliver. Example The vat i is constantly Sugar solution supplied through the pipe 2, which flows out of the connection 3 fermented. At about half the height at 4. fermenting liquid is produced by the elbow pump sucked in and pressed in at 5 tangentially at the bottom of the tub. The elbow circulation pump consists of a pipe bend 6 with built-in pump impeller 7, which is directly from an electric motor S is driven. With a vat content of 200 cbm the delivery rate of the pump i oo cbm / hour. The suction and pressure line has one Diameter of 125 mm. The power requirement. of the electric motor amounts to only i, 6 hp.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Use of elbow circulation pumps for fermentation from low-sugar liquids to alcohol for the most even distribution possible the yeast in each vat, with the fermenting liquid preferably in 1/3 to 1/2 the height of the tub sucked in and again at floor level, preferably tangentially is pushed in.

2. Use of elbow pumps according to claim i, in those uninterrupted fermentation process in which part of the fermented liquid constantly added to the fresh sugar solution with the yeast it contains is or where the yeast from the fermented liquid through separators as Yeast milk is obtained and is constantly added to the fresh sugar solution. To distinguish the subject of the application from the state of the art, the granting procedure the following publications have been considered German patent specification ...... No. 621,566; British Patent No. 45o ¢,. 'igi2.