DE759841C

DE759841C - Process for the production of yeast or other technically usable microorganisms

Info

Publication number: DE759841C
Application number: DES143330D
Authority: DE
Inventors: Max Seidel
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1940-12-13
Filing date: 1940-12-13
Publication date: 1951-08-16

Description

Verfahren 'zur Erzeugung von Hefe oder anderen technisch verwendbaren Mikroorganismen Bei der für den großtechnischen Betrieb besonders wichtigen Erzeugung von Hefe und anderen Mikroorganismen, insbesondere solchen, deren Züchtungen leicht Infektionen unterliegen, ist es bisher nicht möglich gewesen, Schwankungen in der Ausbeute und in dem Eiweißgehalt der erzeugten Hefe und sonstigen Mikroorganismen zu vermeiden. Aus diesem Grunde konnte eine solche Erzeugung bisher auch nicht in zufriedenstellender Weise im Sinne eines vollkontinuierlichen Verfahrens mit kontinuierlichem Zulauf und kontinuierlichem Ablauf betrieben, werden. Es war vielmehr die Ausnutzung der Nährstoffe, insbesondere des kostspieligen, im Überschuß vorgelegten Stickstoffs, unregelmäßig und unvollkommen, und es stellten sich leicht Infektionen ein, die ein kontinuierliches Arbeiten erst recht unmöglich machten. Die zu verhefenden Würzen enthalten nämlich außer den verhefbaren Zuckern auch noch andere, nicht für die Verhefung geeignete Zuckerarten und andere organische Verbindungen, wie z. B. niedrige Fettsäuren, welche in Gegenwart von as-similierbarem Stickstoff im Überschuß über den für die Verhefung der Zucker benötigten Gehalt einen Nährboden für Infektionsorganismen bilden.Process for the production of yeast or other technically useful Microorganisms In production, which is particularly important for large-scale operations of yeast and other microorganisms, especially those that are easily grown Subject to infections, it has not previously been possible to detect fluctuations in the Yield and in the protein content of the yeast and other microorganisms produced to avoid. For this reason, such a generation has not been possible in satisfactory in terms of a fully continuous process with continuous Feed and continuous flow are operated. Rather, it was exploitation the nutrients, especially the expensive nitrogen, which is provided in excess, irregular and imperfect, and infections easily developed made continuous work even more impossible. The condiments to be used namely contain other sugars as well as the sugars that can be consumed, not for them Yeast suitable sugars and other organic compounds, such as. B. low Fatty acids, which in the presence of as-similable nitrogen in excess over the content required for the fermentation of the sugar a breeding ground for infectious organisms form.

Wird der Hefe Stickstoff im Überschuß angeboten, so bildet sich eine mit Eiweiß übermästete Hefe. Wenn das auch zunächst als wünschenswert erscheinen könnte, so ist doch als Folge hiervon eine Degeneration der Hefe in Kauf zu nehmen, die sich darin äußert, daß diese übermästete Hefe sich viel träger vermehrt, so daß einer zunächst günstig erscheinenden Ausbeute eine schlechtere folgt, oder mit anderen Worten, es treten Schwankungen in der Ausbeute und im Eiweißgehalt der erzeugten Mikroorganismen auf bzw. es können, wie bereits oben ausgeführt, Infektionsorganismen einen guten Nährboden finden.If the yeast is offered nitrogen in excess, then one forms fattened with egg white Yeast. Even if that was initially desirable could appear, the consequence of this is a degeneration of the yeast to take, which manifests itself in the fact that this overfattened yeast reproduces much more slowly, so that a yield that initially appears favorable is followed by a poorer one, or In other words, there are fluctuations in the yield and in the protein content of the generated microorganisms or it can, as already stated above, infectious organisms find a good breeding ground.

Es wurde nun die überraschende Feststellung gemacht, daß sich die erwähnten Schwierigkeiten auf außerordentlich einfache Weise beheben lassen und damit die genannte Erzeugung ohne weiteres auf praktisch unbestimmte Zeiträume erstrecken, also vollkontinuierlich gestalten läßt, wenn die Stickstoffmenge dauernd derart bemessen wird, daß in der ablaufenden verbrauchten Lösung praktisch kein Stickstoff mehr nachweisbar ist.The surprising finding has now been made that the can be resolved in an extremely simple manner and so that the aforementioned generation can easily be extended to practically indefinite periods of time, so can be designed fully continuously if the amount of nitrogen is constantly so is measured that there is practically no nitrogen in the spent solution running off is more detectable.

Trifft man eine solche Regelung, so werden Schwankungen in der Ausbeute und im Eiweißgehalt der erzeugten Mikroorganismen weitgehend vermieden und etwaige Infektionsgefahren stark vermindert, indem der Gehalt der Würze an assimilierbarem Stickstoff auf einer Minimumgrenze gehalten wird und so die Infektionsorganismen keinen geeigneten Nährboden für ihre Entwicklung finden, und wird damit der kontinuierlich durchführbar gestaltete Erzeugungsprozeß überhaupt erst einer Anwendung im großtechnischen Maßstabe unter voller und gleichmäßiger Ausnutzung der Dampf- und Energieversorgungsanlagen zugänglich gemacht.If such a regulation is made, there will be fluctuations in the yield and largely avoided in the protein content of the microorganisms produced and any The risk of infection is greatly reduced by increasing the assimilable content of the wort Nitrogen is kept to a minimum and so are the infectious organisms cannot find a suitable breeding ground for their development, and thus becomes the continual feasible designed production process only an application in the large-scale technical Scale under full and uniform utilization of the steam and energy supply systems made accessible.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist in allen Fällen durchführbar, bei denen vorwiegend oder ausschließlich assimilierbare Stickstoffverbindungen als Stickstoffquelle dienen, d. h. in allen Fällen. in denen ein Aufbrauch des Gesamtstickstoffs der Lösung vollkommen oder annähernd vollkommen möglich ist.The method according to the invention can be carried out in all cases those predominantly or exclusively assimilable nitrogen compounds as a nitrogen source serve, d. H. in all cases. in which a depletion of the total nitrogen Solution is completely or almost completely possible.

Besondere Vorteile bietet das neue Verfahren für Züchtungen von Mikroorganismen, die vorwiegend oder ausschließlich mit anorganischem Stickstoff als Stickstoffquelle arbeiten. Bei solchen Züchtungen genügt es, derart zu arbeiten, daß in der verbrauchten Lösung praktisch kein anorganischer Stickstoff mehr nachweisbar ist oder allenfalls nur noch Spuren an solchem enthalten sind. Dann erreicht auch der organische, von den. Mikroorganismen wieder ausgeschiedene Stickstoff in der verbrauchten Lösung Minimalwerte. Das Fehlen von Stickstoff in der verbrauchten Lösung verhindert wirksam das Auftreten von Infektionen am Schluß der Züchtung und verbessert die,Abwassereigenschaften derselben erheblich.The new process offers particular advantages for the cultivation of microorganisms, those predominantly or exclusively with inorganic nitrogen as the nitrogen source work. With such breeding it is sufficient to work in such a way that in the consumed Solution practically no more inorganic nitrogen is detectable or at most only traces of such are contained. Then the organic, von the. Microorganisms re-excreted nitrogen in the used solution Minimum values. The lack of nitrogen in the used solution prevents effectively the occurrence of infections at the end of the cultivation and improves the wastewater properties same considerably.

Ein weitererVorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht auch noch darin, daß infolge der Infektionsbeständigkeit, welche die erfindungsgemäße Betriebsweise gegenüber der üblichen Dosierung des Stickstoffes auf Grund. der erwarteten Hefeausbeute ermöglicht, bei einem geringeren Säuregrad gearbeitet werden kann, so daß an die Korrosionsbeständigkeit der Apparatur geringere Ansprüche gestellt zu werden brauchen.There is also another advantage of the method of the invention still in the fact that as a result of the resistance to infection, which the invention Operating mode compared to the usual metering of nitrogen due to. the expected Yeast yield enables work with a lower degree of acidity, so that lower demands are made on the corrosion resistance of the apparatus need to become.

Ausführungsbeispiel Eine Holzzuckerlösung mit .i0/11 Zucker. ,welcher die für eine 3110%ige Ausbeute an Eiweiß bei voller Ausnutzung des Stickstoffs berechneten Mengen Nährsalze, nämlich Phosphorsäure, Kali, Magnesium und Stickstoff. letzteres in Form von Ammoniakwasser, zugesetzt sind, wird kontinuierlich einem Gärgefäß zugeleitet, bei welchem durch Einbauten eine Vermischung des Zu- und Ablaufs verhindert wird. Unter starker Belüftung wird im Gärgefäß eine Konzentration von 8111o lebender Hefe (mit 750% Wasser) aufrechterhalten. Nährstofffreie Holzzuckerlösung wird bereitgehalten.Exemplary embodiment A wood sugar solution with .i0 / 11 sugar. ,which those calculated for a 3110% protein yield with full utilization of the nitrogen Amounts of nutritional salts, namely phosphoric acid, potash, magnesium and nitrogen. the latter in the form of ammonia water are added, is continuously fed to a fermentation vessel, in which a mixing of the inflow and outflow is prevented by built-in components. With strong ventilation, a concentration of 8111o live yeast is found in the fermentation vessel (with 750% water) maintained. Nutrient-free wood sugar solution is kept ready.

Wenn in der austretenden. verheften Lösung Stickstoff nachweisbar wird, bei Verwendung von ammoniakalischem Stickstoff genügt die einfache alkalische Destillation einer Probe für den -Nachweis des Stickstoffs, setzt man der kontinuierlich zulaufenden, nährstoffhaltigen Holzzuckerlösung vor dem Eintritt in das Gärgefäß allmählich immer mehr stickstofffreie Lösung zu. Sobald kein Stickstoff oder nur noch Spuren von Stickstoff in der ablaufenden Lösung nachgewiesen werden können, wird der Zusatz von stickstofffreier Lösung zur ablaufenden Stammlösung wieder vermindert, bis wieder ein Auftreten nachweisbarer Mengen Stickstoffs im Ablauf des Gärgefäßes eintritt, worauf sofort wieder mit einer Erhöhung des Zusatzes an stickstofffreier Lösung begonnen wird usw. Die Regelung spielt sich nach einigen Stunden so ein, daß eine Ausbeute von a70% Eiweiß auf eingesetzten Zucker erhalten wird, diese hält sich mit sehr geringen Schwankungen zwischen 26 und 28 0% Eiweiß viele Tage lang. Die erzeugte Hefe hat einen Eiweißgehalt von 50,5 01o, bezogen auf Hefetrockensubstanz, und ist praktisch frei von Ammoniakstickstoff.When in the exiting. affixed solution nitrogen detectable If ammoniacal nitrogen is used, the simple alkaline one is sufficient The distillation of a sample for the detection of nitrogen is carried out continuously inflowing, nutrient-containing wood sugar solution before entering the fermentation vessel gradually becoming more and more nitrogen-free solution. As soon as no nitrogen or only traces of nitrogen can still be detected in the draining solution, the addition of nitrogen-free solution to the draining stock solution is reduced again, until a detectable amount of nitrogen appears again in the outlet of the fermentation vessel occurs, whereupon immediately again with an increase in the addition of nitrogen-free Solution is started, etc. After a few hours, the regulation becomes so that a yield of a70% protein is obtained on the sugar used, this holds with very small fluctuations between 26 and 28 0% protein for many days. The yeast produced has a protein content of 50.5 01o, based on dry yeast substance, and is practically free of ammonia nitrogen.

Das gegebene Ausführungsbeispiel veranschaulicht gleichzeitig den Umstand. daß man im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens bei der Verhefung von Zuckern zunächst einen wenn auch nur geringen Überschuß an -Nährsalzen in der Würze vorliegen hat. So enthält die in dem Ausführungsbeispiel angeführte Holzzuckerwürze eine Nährstoffmenge, dlie auf 300% Ausbeute an Eiweiß eingestellt ist. Tatsächlich wird aber dann bei der üblichen Arbeitsweise nur eine Ausbeute von 25 % Eiweiß, auf eingesetzten Zucker berechnet, erhalten. Der Rest geht entweder verloren oder aber stört, wie oben angegeben, die Verhefung durch Mermästung, verbunden mit Degeneration bzw. durch Begünstigung von Infektionen, was zu starken Ausbeuteschwankun.gen Veranlassung gibt. Hier setzt nun die Erfindung ein, gemäß welcher während der im Gange befindlichen Verhefung durch Zugabe von nährstoffarmer Würze im kontinuierlich verlaufenden Verfahren der Stickstoffgehalt im Bottich so eingestellt wird, daß einerseits eine gleichmäßige Hefebildung ohne Schwankung in der Ausbeute (27%) erhalten wird. Als Index hierfür dient .die ablaufende verhefte Würze, die Jetzt praktisch stickstofffrei sein soll.The given embodiment also illustrates the Fact. that in the context of the process according to the invention in the fermentation of At first, sugar a small excess of nutrient salts in the wort has existed. For example, the wood sugar spice mentioned in the exemplary embodiment contains an amount of nutrients that is adjusted to a protein yield of 300%. Indeed but then with the usual Working method only a yield of 25% protein, calculated on the sugar used, is obtained. The rest goes either lost or disturbs, as stated above, the fattening caused by fattening, connected with degeneration or by favoring infections, which leads to strong fluctuations in yield Gives cause. This is where the invention comes into play, according to which during the im In progress by adding nutrient-poor wort in the continuous ongoing process, the nitrogen content in the vat is adjusted so that on the one hand, a uniform yeast formation without fluctuations in the yield (27%) is obtained will. Serving as an index for this is the draining seasoning, the now practical should be nitrogen-free.

Wie das Ausführungsbeispiel weiter veranschaulicht, kann in. ein und dasselbe Gärgefäß ständig Stickstoffnahrung zugeführt werden, während gleichzeitig die ablaufende Lösung stickstofffrei ist, d. h. also, daß durch die Gärung keine Durchmischung der Flüssigkeit eintritt. Die gebräuchlichen Gärgefäße besitzen nämlich einen wegverlängernden Abfluß. Durch solche bekannte Einbauten, läßt sich eine Mischung des Zu- und Ablaufes verhindern. Der Stickstoffgehalt im Gärbottich wird dadurch geregelt, daß in der zulaufenden Würze -der Stickstoffgehalt mehr oder weniger hoch in der Weise eingestellt wird, daß man der mit Nährstoffen auf 300/0 Eiweißausbeute eingestellten Stammwürze mehr oder weniger große Mengen stickstofffreier Würze zusetzt. Ein Zulauf von vollständig stickstofffreier Würze unmittelbar in das Gärgefäß kommt dabei nicht in Frage oder lediglich eine Verdünnung der nährstoffhaltigen Zulaufwürze mit nährstofffreier Lösung.As the exemplary embodiment further illustrates, in. A and nitrogen feed is constantly fed to the same fermentation vessel while at the same time the draining solution is nitrogen-free, d. H. so that through fermentation none Mixing of the liquid occurs. The usual fermentation vessels have namely a path-lengthening drain. Such known internals can be used to create a mixture prevent the inflow and outflow. This increases the nitrogen content in the fermentation vat regulated that in the inflowing wort -the nitrogen content is more or less high is adjusted in such a way that one with the nutrients to 300/0 protein yield added more or less large amounts of nitrogen-free wort to the set original wort. A supply of completely nitrogen-free wort comes directly into the fermentation vessel out of the question or just a dilution of the nutrient-containing inflow wort with nutrient-free solution.

Claims

PATENT CLAIM: Process for the production of yeast or other technical usable microorganisms through continuous inflow and outflow of the nutrient solution with the exclusive use of assimilable, preferably inorganic bound nitrogen, characterized in that the amount of nitrogen is continuously such is measured that there is practically no nitrogen in the spent solution running off is more detectable. To differentiate the subject matter of the invention from the state of the art the following publications have been considered in the granting procedure: German patent specifications No. 536 989, 618 o2I.