DE814134C

DE814134C - Verfahren und Einrichtung zur kontinuierlichen Hefezuechtung und Alkoholgewinnung

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Publication number: DE814134C
Application number: DEST277A
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1949-06-17
Filing date: 1949-11-24
Publication date: 1951-09-20
Also published as: FR1000435A; CH276707A

Description

Verfahren und Einrichtung zur kontinuierlichen Hefezüchtung und Alkoholgewinnung Der Grundgedanke der kontinuierlichen Hefe-und Alkoholgewinnung besteht, wie bisher bekannt, darin, daß der Maische im Verhefungs- und Gärbottich fortlaufend so viel Nährlösung zugeführt wird, als Maische mit dem Zuwachs an Hefe aus (lern Bottich abfließen soll, so daß die in dem Verhefungs- und Gärbottich enthaltene Maischemenge und ihr Hefe- und Alkoholgehalt "dauernd konstant bleiben.
Bei der I)urchführung dieses Verfahrens sind jedoch verschiedene Gesichtspunkte zu berücksichtigen. Der eine besteht beispielsweise in einer gleichmäßigen Verteilung der Nährlösung über den ga»zeii ll()tticliraum, ein anderer in der Temperaturhaltung, ferner in einer geeigneten Zerstörung der anfallenden Schaummengen, da Gärfett wegen sonst zunehmender Verschmutzung nicht benutzt werden darf, sondern die Schaumzerstörung durch andere, vorzugsweise mechanische Mittel durchgeführt werden muß.
Zur Frage der Belüftung ist weiterhin festzustellen, daß, mit Rücksicht auf die Diffusion des Sauerstoffs aus den Luftbläschen in die Maische und mit dieser in die Hefezellen, für jede Hefekonzentration wegen der erforderlichen Größe der Diffusionsoberfläche eine bestimmte maximale Bläschengröße nicht überschritten werden darf. Der Durchmesser der Luftbläschen ist dabei nicht allein von dem Querschnitt der Ausströmöffnungen der Belüftungsrohre oder Belüftungskörper, sondern auch von der Strömungsgeschwindigkeit durch diese Öffnungen abhängig. Größere Geschwindigkeiten in gleichen Durchgangsquerschnitten vergrößern den Bläschendurchmesser und verringern damit die Diffusionsoberfläche, dazu wegen ihrer größeren Aufstiegsgeschwindigkeit ihre Verweilzeit. Diese Umstände müssen also bei der Bemessung des Belüftungssystems (Lochdurchmesser, Lochanzahl, Porengröße, Porenvolumen) berücksichtigt werden. Die maximale Bläschengröße bestimmt zusammen mit der Zeit bis zur zulässigen Verarmung der Luftbläschen an Sauerstoff und ihrer Aufstiegsgeschwindigkeit die maximale Höhe der belüfteten Maischesäule. Diese Zeit (Versorgungszeit) hängt somit allein von dem Luft- und Hefegehalt der belüfteten Maische ab.
Eine weitere Aufgabe ist die ,Vermeidung einer nicht beabsichtigten Alkoholerzeugung und einer Ausbeuteminderung durch die verschieden rasche Assimilation der Nährsalze und des Zuckers seitens der Hefezellen, welcher bei dem Hefezüchtungsverfahren mit periodischer Entnahme aus der Erfahrung heraus im Laufe der Verhefungsperiode durch Variierung der zeitlichen Zugabe Rechnung getragen wird.
Um eine bessere Durchmischung der Nährlösung mit der Maische zu erreichen und die Temperaturhaltung durch Kühlung luftfreier Maische außerhalb des Bottichs zu ermöglichen, wird gemäß der Erfindung die hefehaltige Maische des Verhefungs-und Gärbottichs im Kreislauf geführt. Dabei kann dann der anfallende Schaum laufend und in frischem Zustand unter Vermeidung von Gärfett durch die in Strahlen zerteilte umlaufende Maische zerstört werden, wenn der Maischeumlauf im Gegenstrom zu den aufsteigenden Luftbläschen erfolgt (Gegenstromverfahren). Die Abhängigkeit der Maximalhöhe der belüfteten Maischesäule von dem Hefe- und Luftgehalt der Maische bleibt beim Gegenstromverfahren bestehen, da der Durchmesser der Luftbläschen die durch die Diffusion gegebene Größe nicht überschreiten darf und der den aufsteigenden Luftbläschen . entgegengerichtete Maischeumlauf in seiner Geschwindigkeit durch die bei der Verhefung und Gärung anfallende Wärme und die zulässige Temperaturerniedrigung im Kühler bestimmt ist. Das Gegenstromverfahren ermöglicht unter sonst gleichen Verhältnissen geringere Höhen der belüfteten Maischesäule, insbesondere bei höheren Hefekonzentrationen, weil bei diesen die Umlaufgeschwindigkeit größer und der maximale Bläschendurchmesser wegen der Vergrößerung der notwendigen Diffusionsoberfläche kleiner werden muß, womit das Gegenstromverfahren auf geringere Hefekonzentrationen beschränkt wird, während das Verfahren mit gleichsinnig mit den Luftbläschen umlaufender Maische (Gleichstromverfahren) von der Hefekonzentration unabhängiger ist.
Hier wird die überlaufende Maische entlüftet, dadurch ohne zusätzliche Pumpe in Umlauf versetzt und ebenfalls entlüftet gekühlt. Die Schaumzerstörung erfolgt hier nicht durch die umlaufende Maischemenge, sondern durch andere Vorkehrungen. Außerdem muß mit Rücksicht auf die Versorgungszeit und die praktische Beschränkung der Höhen der belüfteten biaischesäule der Durchmesser der Luftbläschen kleiner sein als beim Gegenstromverfahren, auch kleiner als beim Hefezüchtungsverfahren mit periodischer Entnahme des Zuwachses. Eine Belüftung mit Rohrsystemen ist hier nicht anwendbar, die Belüftung erfolgt durch feinporige Belüftungskörper und macht ihrerseits die vorher erwähnte Entlüftung der Maische notwendig, da die kleinen Luftbläschen nach Ablauf der Versorgungszeit nicht selbsttätig aus der Maische austreten.
Was die Nährlösung und ihre Konzentration an Nährsalzen und Melasse anbetrifft, so ist bei dem kontinuierlichen Verfahren zu beachten, daß das Hefevolumen im Bottich von dem Augenblick der Zufuhr der Nährlösung bis zur Entnahme der Maische wächst. Damit erhöht sich entsprechend der Hefegehalt der abfließenden Maische gegenüber ihrem anfänglichen Stellhefengehalt um einen bestimmten Prozentsatz, dessen Größe von der Anzahl der Maischeumläufe in der Generationszeit der betreffenden Heferasse abhängt, nach der Gleichung Beim Gleichstromverfahren ist die Umlaufzeit der Maische im allgemeinen annähernd gleich der Verweilzeit der Luftbläschen, während sie beim Gegenstromverfahren durch die Umlaufgeschwindigkeit der Maische aus dem Wärmeanfall und der zugelassenen Temperaturerniedrigung im Kühler bestimmt werden kann. Die Abhängigkeit der Generationszeit von wechselnden Umständen macht eine Überwachung des Hefegehaltes der Maische im Verhefungs- und Gärbottich in bestimmten Zeitabständen notwendig.
Trotz des Maischeumlaufes ist bei keinem der genannten Verfahren von vornherein eine gleichmäßige Verteilung der Nährlösung im Bottichraum gewährleistet, wenn auch durch die Belüftung und insbesondere durch die Maischebewegung eine bessere Durchmischung im Vergleich mit dem Hefezüchtungsverfahren mit periodischer Entnahme erreicht wird. Um hier eine weitere Verbesserung zu schaffen und gegebenenfalls auch die verschiedenen Assimilationsgeschwindigkeiten für die Nährsalze und den Zucker zu berücksichtigen, wird die Nährlösung in verschiedenen Höhenlagen dem Verhefungs- und Gärbottich zugeführt, außerdem innerhalb der Höhenlagen über den ganzen Querschnitt des Bottichs verteilt.
Sollte die dargelegte Art der Nährlösungszufuhr für die Berücksichtigung der verschiedenen Assimilationszeiten selbst dann nicht ausreichen, wenn den verschiedenen Höhenlagen des Bottichs getrennt Nährlösung mit unterschiedlichem Nährstoff- und Zuckergehalt zugeführt wird, so kann die- Verhefung in zwei Stufen durchgeführt werden, wobei zweckmäßig die eine im Gleichstrom und die andere Stufe im Gegenstrom arbeitet (kombiniertes Hefezüchtungsverfahren ). Dieses kombinierte Verfahren l:if.Jt sich in zwei derart hintereinandergeschalteten l@otticlien durchführen, daß beide Kreisläufe getreiiiit verlaufen und lediglich die sekundlich aus dein ersten Bottich allfließende (entnommene) Maischemenge dein zweiten Bottich zugeführt wird, oder aller die beiden .Kreisläufe selbst werden zu einem Kreislauf kombiniert, indem die in einem ersten Bottichteil rin Gleichstrom aufsteigende Maische ini L`berlauf einem zweiten Bottichteil von oben zugeführt wird, der im Gegenstrom arbeitet.
Die :lusreifting der fortlaufend anfallenden, mit der Maische allgeführten Hefezuwachsnlengen erfolgt in einer besonders dafür eingerichteten Ausreifeapparatur, gegebenenfalls mit Anreicherung des :111.oliolgelialtes der Maische, die unter Verhinderung des Absetzens der Hefe im Durchlauf arbeitet, und deren Inhalt der notwendigen Ausreifezeit entspricht.
!11i Rand der Fig. i bis 3 sollen zwei Ausführungsbeispiele für das kombinierte Hefezüchtungsverfahren und die .ltisreifeapparatur erläutert werden. Die Zeichnungen zeigen in schematischer Darstellung in Fig. i eine kombinierte Anlage mit zwei getrenntetl Bottichen für die Vertiefung in zwei Stufen, von denen der erste im Gegenstrom und der zweite im Gleichstrom arbeitet, sowie eine Ausreifeapparatur für diese Anlage, Fig. 2 eine kombinierte Anlage mit einem Bottich und einem einzigen Kreislauf, der zuerst im Gleichstrom und dann im Gegenstrom geführt ist, Fig. 3 eine Ausreifeapparatur in vergrößerter Darstellung zur N,eraliscliaulichung der Einzelheiten.
Bei der Einrichtung zur Durchführung des Gegenstromverfahrens, wie sie im Teil A der Fig. i veranschaulicht ist, ist in die Umlaufleitung it für die Maische zwischen der am Boden des Verheftingsbottichs b befindlichen Ablaufstelle md und der all dessen olleren Ende befindlichen Eintrittsstelle in, für die Maische eine Umlaufpumpe p eingeschaltet. Am oberen Ende des Bottichs b befindet sich ein Sprühsystem s~, welches die einströmende Maische, in Flüssigkeitsstrahlen zerteilt, gleichin:ißig über den Bottichquerschnitt versprüht. Die Umlaufleitung it führt durch einen Kühler k, welcher die bei der Ilefezüchtung anfallende Wärme abführt. Zur Aufrechterhaltung einer bestimmten Schaumdeckendicke ist im Bottich b über der Flüssigkeit eine durchlöcherte Prallplatte s vorgesellen, so daß die Maischestrahlen den über die Prallplatte s aufsteigenden Schaum zerstören. Die i Belüftungseinrichtung ls ist beim Gegenstromverfahren in dem Vertiefungsbottich bin einem gewissen Abstand vorn Boden angeordnet. Zwischen dem Belüftungssystem Is und dem Bottichboden mündet die Umlaufleitung u, während am Bottichboden selbst die kontinuierliche Entnahme der Maische mit dem Hefezuwachs stattfindet. Ein Teil oder die gesamte Nährlösung n wird der Maische in der Umlaufleitung vor der Pumpe p zugegeben. Eine besondere Entlüftung der Maische ist im Gegenstromverfahren nicht notwendig, da die hier verwendeten maximalen Bläschengrößen, eine Feinstbelüftung ist bei diesem Verfahren nicht erforderlich, nach Ablauf der Versorgungszeit aus der Maische austreten. Die Größe der Bläschen erleichtert außerdem die Schaumzerstörung als solche, da größere Bläschen einen Schaum geringeren Schaumgewichts erzeugen und die erforderliche Zerstörerarbeit von dem jeweiligen Schaumgewicht abhängig ist. Durch eine gleichmäßige Verteilung der Nährlösung über den Bottichquerschni'tt und durch die nachstehend erläuterte Verteilereinrichtung v mit getrennter Nährlösungszufuhr können dann die verschiedenen Assimilationszeiten der Nährsalze und des Zuckers berücksichtigt werden, beispielsweise dadurch, daß in die Umlaufleitung u eine nährsalzreichere Lösung eingeführt wird, während die für den Verteiler bestimmte Nährlösung zuckerreicher gemacht wird.
Der Verteiler v bestellt, wie die schematische Zeichnung erkennen läßt, aus mehreren in einer Ebene radial und in mehreren Ebenen übereinander angeordneten Rohren r mit über ihre Länge verteilten, seitlichen Ausströmöffnungen ö. Die Zahl der Rohre und ihrer Ausströmöffnungen sowie deren Größe, ergeben sich aus der zur Verfügung stehenden Maische- und der mit ihr vermischten Nährlösungsmenge.
Bei dem kombinierten Verfahren fließt fortlaufend aus dem ersten Bottich b gemäß Teil A der Fig. i, die Maische mit dem Hefezuwachs in den zweiten Bottich entsprechend Teil B der Zeichnung, der hier als Gleichstrombottich ausgebildet ist. Die Maische in dem zweiten Bottich bi wird dadurch in Umlauf versetzt, daß sie am oberen Ende des Bottichs bi im Überlauf entlüftet und dann außerhalb des Verhefungsbottichs bi durch eine Umlaufleitung ici und einen Kühler k1 wieder zum Boden des Bottichs und gegebenenfalls durch eine dazu vorgesehene Pumpe p1 zum Verteiler v1 geleitet wird. In diesen Verteiler -strömt außerdem der Maischeabfluß aus dem ersten Bottich b und die für den zweiten Bottich vörgesehene Nährlösungsmenge n1. Nach dem Kühler k1 und vor der Einmündung der Umlaufleitung ui in den Bottich bi befindet sich die,'Miflußleitung a1 für die Maische mit dem Hefezuwachs, die alsdann zu der Ausreifeapparatur AB (Teil C der Fig. i) geleitet wird. Die Entlüftung der Maische geschieht beim Gleichstromverfahren in der Weise, daß die über den Bottichrand überfließende lufthaltige Maische unter geringem Vakuum durch ein Sieb t, in Tropfenform zerteilt, in freiem Fall auf Prallbleche m trifft. Die Fallhöhe der Tropfen im Entlüfter e entspricht etwa der Steighöhe, d. h. der Niveaudifferenz zwischen der unbelüfteten und der belüfteten Maische. Bei dem Gleichstromverfahren erfolgt die Schaumzerstörung entweder durch einen abgezweigten Teil der rückströmenden Maische oder sie geschieht durch Luftstrahlen, welche mit Hilfe eines Düsensystems d den in einem Zwischenraum hochgesaugteil Schaum an einer Prallfläche s1 zerstören. Die Zerstörerluft kann für diesen Fall entweder von dem Kompressor der Belüftungseinrichtung zusätzlich geliefert werden, oder es kann die Abluft durch eine Zusatzpumpe z im Kreislauf umgepumpt werden. In beiden Fällen ist der Ventilator c zur Erzeugung des Vakuums für den Entlüfter e entsprechend größer zu bemessen.
Aus dem zweiten Bottich b1 gemäß Teil B der Fig. i fließt die sekundlich entnommene hefehaltige Maische in eine Ausreifeapparatur gemäß Teil C der Zeichnung. Diese Ausreifeapparatur, die im vorliegenden Fall nicht belüftet wird, besteht nicht aus einem Bottich im eigentlichen Sinne, da sich sonst wegen der geringen Strömungsgeschwindigkeit der Maische in einem solchen Behälter die Hefe absetzen würde. Andererseits ist eine gewisse Verweilzeit der Maische in der Ausreifeapparatur notwendig, deshalb besteht die Apparatur aus einem abschnittsweise von der Maische durchflossenen Behälter mit Zwischenböden w und/oder Trennwänden (eine solche Ausbildung ist im Anschluß an die zweite Ausführung einer Einrichtung für das kombinierte Hefezüchtungsverfahren beschrieben), oder sie ist als ein Rohrsystem ausgebildet, das zwecks Kühlung in einen Kühlwasserbehälter eintaucht.
Eine andere Ausgestaltung einer kombinierten Verhefungsapparatur zeigt die Fig.a der Zeichnung. Die Einrichtung besteht aus einem einzigen, durch eine senkrechte Trennwand TW in zwei im allgemeinen ungleich große Teilräume unterteilten Verhefungsbottich VB, dessen erster Teil GLS im Gleichstrom und dessen zweiter Teil GES im Gegenstrom von der Maische durchflossen wird. Beide Bottichräume sind (unbelüftet) bis zur Füllhöhe FH gefüllt. Durch die Belüftung steigt die Maischesäule in beiden Bottichteilen um die Steighöhe SH. Die Luft L tritt durch Belüftungskörper BK in die Bottichräume ein. Der Maischeumlauf M geschieht in der Weise, daß die Maische mittels der Umlaufpumpe UP durch den Kühler K mit den Kühlwasseranschlüssen KW, an das obere Ende des Bottichs VB gepumpt und dort durch Regelventile h anteilmäßig auf die beiden Bottichräume verteilt wird. Im ersten Bottichraum GLS wird der durch eine Pumpe NPl mit der zugehörigen Nährlösungsmenge NL, versetzte Maischeanteil zum Boden des Bottichraumes GLS und zur Verteilereinrichtung hl geführt und strömt am oberen Ende des Bottichraumes GLS, gegebenenfalls mit dem entstandenen Schaum, über die Trennwand T W von oben in den zweiten Bottichraum GES. Der zweite Teil der Maische, .zusammen mit der durch eine weitere Pumpe NP2 zugefügten, zugehörigen Nährlösungsmenge NL2 wird in den gemeinsamen Schaumzerstörer SZ und in die Verteilereinrichtung V2 des zweiten Bottichraumes GES geleitet. Die Entnahme der hefehaltigen Maische geschieht aus der Umlaufleitung am Boden des zweiten Bottichraumes GES mit Hilfe der Maischepumpe MP, welche die Maische in die Ausreifeapparatur AB und von dort zum Separator S pumpt. Die Gesamtmenge der umlaufenden Maische ergibt sich hier, wie bei dem Gegenstromverfahren allein, durch die bei der Verhefung anfallenden Wärmemengen und die zulässige Temperaturerniedrigung im Kühler. Die Größe der Luftbläschen ist, in diesem Falle der Kombination, im ersten Bottichraum GLS so zu wählen, daß die Luftbläschen in der Höhe der Trennwand TW ohne besondere Entlüftungseinrichtung aus der Maische austreten. In beiden Bottichräumen ist darauf zu achten, daß die für die erforderliche Diffusionsoberfläche gegebenen Bläschendurchmesser nicht überschritten werden. Durch eine derartige Zusammenfassung der vorher an Hand der Fig. i der Zeichnung beschriebenen getrennten Umläufe zu einem einzigen kombinierten Umlauf erhöht sich die Gesamtumlaufzeit und damit die Hefekonzentration der abfließenden Maische, was bei der Bemessung der beiden Nährlösungsmengen NLl und NL 2 entsprechende Berücksichtigung finden muß.
Eine besondere Ausgestaltung der Ausreifeapparatur AB als ein Behälter mit Trennwänden und Zwischenböden ist in Fig.3 der Zeichnung dargestellt. Teil A zeigt die Apparatur im Aufriß, Teil B im Querschnitt. In einem Bottich AB sind mehrere Zwischenböden ZB vorgesehen, und jeder Zwischenboden trägt spiralig angeordnete Trennwände T, so daß ein langer Strömungskanal entsteht, indem die Spiralkanäle auf den Zwischenböden ZB von oben nach unten und abwechselnd von innen nach außen und von außen nach innen durchflossen werden. Die erforderliche geringe Belüftung der ausreifenden Maische erfolgt hier durch ein abschnittsweise durchlöchertes Zentralrohr. Die Zwischenböden erhalten dann eine Anzahl Löcher, die den Durchtritt der Maische M zu dem darunterliegenden Kanal des nächsten Zwischenbodens gestattet. Unter die einzelnen Zwischenböden wird durch das Zentralrohr L Luft eingeblasen und die durch die Löcher herabtropfende Maische mit Frischluft versorgt. Die Maische wird aus dem unteren Teil des Behälters entnommen, während die Luft nach oben entweicht. Die Löcher in den Zwischenböden ZB müssen so bemessen sein, daß die Füllhöhe h der Kanäle erhalten bleibt.
Voraussetzungen für die störungsfreie Durchführung jedes kontinuierlichen Hefezüchtungsverfahrens sind i. die Geschlossenheit und Infektionsfreiheit der Verhefungsapparatur bis zum Separator, a. die Infektionsfreiheit der Stellhefe und der Nährlösungen, 3. die Freiheit der mit der Maische in, Berührung kommenden Luft von Infektionskeimen, durch Anwendung von Bakterienfiltern.
Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die beiden beschriebenen Ausführungen des kombinierten Verfahrens, sondern erstreckt sich insbesondere auch auf das Gegenstromverfahren allein und auf sinngemäße andere Ausführungen des gleichen Gedankens.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur kontinuierlichen Hefezüchtung und Alkoholerzeugung, bei welchem dem Verhefungs- und Gärbottich fortlaufend so viel Nährlösung zugeführt wird, als Maische mit dein Hefezuwachs aus ihm abfließt, dadurch gekennzeichnet, daß die im Bottich (b) enthaltene hefehaltige Maische im Gegenstrom zu den aufsteigenden Luftbläschen in Umlauf versetzt und dem Bottich (b) von oben wieder zugeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß während der Züchtung die für die gleichbleibende Sauerstoffversorgung der Hefezellen notwendige Diffusionsoberfläche der Luftbläschen aufrechterhalten und die bis zur zugelassenen Verarmung der Luftbläschen an Sauerstoff erforderliche Verweilzeit der Bläschen in der Maische gewahrt bleibt.
3. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Bottich zuströmende Maische gleichmäßig über den Botticliquerschnitt und gegebenenfalls auch in dem Bottichraum verteilt wird.
4. Verfahren nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Nährlösung (n) der rücklaufenden, hefehaltigen Maische zugesetzt und innig mit ihr vermischt wird.
5. Verfahren nach Anspruch i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die sekundlich zufließende Nährlösungsmenge durch die Menge der hefehaltigen Maische im Bottich und ihre Umlaufzeit sowie durch den Vermehrungsfaktor der Heferasse bestimmt ist und die Nährstoffkonzentration der Nährlösung entsprechend der HefemeAge im Bottich und der Ausbeute gewählt wird.
6. Verfahren nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die rückströmende Maische, in Strahlen zerteilt, auf den bei der Verhefung entstehenden Schaum zur Einwirkung gebracht wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß nur ein Teil der mit einem Teil der Nährlösung (n) vermischten rückströmenden Maische zur Zerstörung des Schaums dient, während der Rest mit einem zweiten Teil der Nährlösung in den Bottichraum in verschiedenen Höhenlagen zugeführt wird. B.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Teil der Nährlösung mehr Stickstoff, der andere mehrZucker enthält.
9. Verfahren nach Anspruch i bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die außerhalb des Bottichs (b) zurückgepumpte hefehaltige Maische gleichzeitig zur Abführung der bei dem Züchtungsprozeß anfallenden Wärmemengen benutzt wird. io.
Verfahren nach Anspruch i bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die fermentative, die Gärung unterhaltende, von der vegetativen, das Wachstum bestimmenden Tätigkeit der Hefezellen örtlich und zeitlich getrennt erfolgt. i i.
Verfahren nach Anspruch i bis io, dadurch gekennzeichnet, daß die Hefezüchtung in zwei Stufen durchgeführt wird, bei denen die eine im Gegenstrom und die andere im Gleichstrom oder Gegenstrom arbeitet und die stickstoffreichere Nährlösung (n) der einen Stufe (A), die zuckerreichere (n,) der anderen Stufe (B) zugeführt wird.
12. Verfahren nach Anspruch i bis i i, dadurch gekennzeichnet, daß in dem ersten Bottichraum (GLS) Bläschengröße und Umlaufgeschwindigkeit der Maische so gewählt sind, das die Luftbläschen in der Höhe der Trennwand (TW) ohne Entlüftungseinrichtung aus der Maische austreten.
13. Verfahren nach Anspruch i bis 12 dadurch gekennzeichnet, daß eine zusätzliche Alkoholgewinnung in eine im Durchlauf arbeitende Ausreifeapparaturverlegt ist.
14. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch i bis io, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der im unteren Teil des Verhefungsbottichs (b) befindlichen Ablaufstelle (m") für die luftfreie, hefehaltige Maische und der am oberen Ende des Bottichs (b) befindlichen Eintrittsstelle (m,) eine Umlaufpumpe (p) eingeschaltet ist.
15. Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß am oberen Ende des Bottichs (b) eine Sprüheinrichtung (sz) vorgesehen ist, die mindestens einen Teil der einströmenden Maische gleichmäßig über den Bottichquerschnitt verteilt und auf den bei der Verhefung entstehenden Schaum zur Einwirkung bringt.
16. Einrichtung nach Anspruch 14 und 15, dadurch gekennzeichnet, daß im Bottichraum (b) eine besondere Verteilereinrichtung (v) für den Rest der einströmenden Maische vorgesehen ist, die aus mehreren in einer Ebene radial und in mehreren Ebenen übereinander angeordneten Rohren (r) mit über ihrer Länge verteilten seitlichen Ausströmöffnungen (ö) besteht.
17. Einrichtung nach Anspruch 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß in die Umlaufleitung (u) für die Maische vor der Umlaufpumpe (p) die Zuführungsleitung (n) für mindestens einen Teil der Nährlösung mündet.
18. Einrichtung nach Anspruch 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß bei getrennter Zuführung für die Stickstoff- bzw. zuckerreichere Nährlösung die zweite Zuführung zwischen der Sprüheinrichtung (sz) und der Verteilereinrichtung (v) angeordnet ist. i9.
Einrichtung nach Anspruch 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß in die Umlaufleitung (u) für die Maische ein Kühler (k) eingebaut ist, der die bei der Hefezüchtung anfallenden Wärmemengen abführt.
20. Einrichtung nach Anspruch 14 bis i9, dadurch gekennzeichnet, daß über der Flüssigkeit eine, gegebenenfalls von einem Schwimmer getragene durchlöcherte Prallplatte (s) vorgesehen ist, so daß die von der Sprüheinrichtung (sz) erzeugten Maischestrahlen den über die Prallplatte (s) aufsteigenden Schaum zerstören.
21. Einrichtung nach Anspruch 14 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungen der Belüftungsrohre bzw. das Porenvolumen und die Porengröße der Belüftungskörper so bemessen sind, daß bei der durch die Hefemenge im Bottich (b) und die Ausbeute gegebenen Belüftungsstärke eine durch den Hefegehalt der Maische bestimmte Bläschengröße zur Erhaltung der erforderlichen Diffusionsoberfläche nicht überschritten wird.
22. Einrichtung nach Anspruch 14 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der belüfteten Maischesäule entsprechend der für die Sauerstoffversorgung der Hefezellen in der Maische notwendigen Verweilzeit der Luftbläschen gewählt ist.
23. Einrichtung nach Anspruch 14 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrleitung (a) für die fortlaufende Entnahme der Maische mit dem Hefezuwachs in den Boden des Bottichs (b) einmündet oder mit der Umlaufleitung (u) vor der Zuführungsstelle für die Nährlösung (n) verbunden und außerhalb des Bottichs (b) so weit hochgeführt ist, daß der Flüssigkeitsstand im Bottich (b) aufrechterhalten bleibt.
24. Einrichtung nach Anspruch 14 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß das Belüftungssystem (ls) im Bottich in einer derartigen Höhe angeordnet ist, daß der untere Teil des Bottichinhaltes unbelüftet (luftfrei) bleibt.
25. Einrichtung nach Anspruch 14 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhenlage des Belüftungssystems (ls) im Verhefungsbottich (b) einstellbar und damit die anteilmäßige Verteilung der vegetativen und der fermentativen Tätigkeit der Hefezellen, unter eventueller Sonderzuführung von Zuckerlösung, regelbar ist.
26. Einrichtung zur Durchführung des kombinierten Verfahrens nach Anspruch i i, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter, im Gleichstrom arbeitender Verhefungsbottich (b1) mit dem ersten (b) hintereinandergeschaltet ist und ein Teil der im Überlauf entlüfteten und durch einen Kühler (k1) nach unten strömenden Maische unmittelbar in den Bottich (b1) zurückfließt, während für den anderen Teil der Maische eine Pumpe (p1) vorgesehen ist, welche die Maische einer entsprechend dem Anspruch 15 ausgebildeten Verteilereinrichtung (v1) von unten zuführt.
27. Einrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die, zweckmäßig mit geringem Vakuum arbeitende Vorrichtung (e) zum Entlüften der überlaufenden lufthaltigen Maische aus einem waagerecht liegenden Sieb (t) und einer im Abstand unter dem Sieb (t) angeordneten Prallfläche (m) besteht, auf welche die durch das Sieb (t) in Tropfen zerteilte Maische im freien Fall auftrifft.
28. Einrichtung nach Anspruch 26 und' 27, dadurch gekennzeichnet, daß zur Schaumzerstörung beim zweiten Bottich (b1) ein Düsensystem (d) und eine Prallwand (s1) vorgesehen sind, wobei den Düsen (d) Frischluft oder im Kreislauf durch eine Zusatzpumpe (z) umgepumpte Abluft zugeführt wird.
29. Einrichtung nach Anspruch 26 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Entnahmeleitung (a) des ersten Bottichs (b) mit einer Zuführungsleitung für den zweiten Teil (n1) der Nährlösung verbunden ist und vor der Pumpe (p1) der Verteilereinrichtung (v1) des zweiten Bottichs (b1) in die Umlaufleitung (u1) dieses Bottichs mündet. ' 3o.
Einrichtung nach Anspruch 26 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Entnahmeleitung (a1) des zweiten Bottichs (b1) vor oder nach dem Kühler (k1) an die Umlaufleitung (u1) angeschlossen ist.
31. Einrichtung zur Durchführung des kombinierten Verfahrens nach Anspruch i 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein durch eine senkrechte Trennwand (TW) in zwei Räume unterteilter Bottich (VB) vorgesehen ist, von welchen der erste Raum (GLS) im Gleichstrom und der zweite Raum (GES) im Gegenstrom von der umlaufenden Maische (M) in der Weise durchflossen wird, daß die dem zweiten Bottichraum (GES) entnommene hefehaltige Maische zu einem Teil dem ersten Bottichraum (GLS) am Boden und durch eine Verteilereinrichtung (V1), der Rest dem gemeinsamen Schaumzerstörer (SZ) von oben zugeführt wird, während der Inhalt des ersten Bottichraumes (GLS) über die Trennwand (TW) hinweg gleichfralls in den zweiten Bottichraum (GES) überfließt.
32. Einrichtung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß in dem zweiten Bottichraum (GES) ebenfalls eine Verteilereinrichtung (VE) vorgesehen ist.
33. Zusatzapparatur für dieEinrichtungen nach den Ansprüchen 14 bis 25, 26 bis 30 und 31 in Anwendung. zur Ausreifung und gegebenenfalls zur zusätzlichen Alkoholgewinnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausreifeapparatur (AB) aus einem System hintereinandergeschalteter, jeweils von unten nach oben durchflossener Rohre oder aus einem a@-schnittsweise durchströmten, mit Zwischenböden und/oder Trennwänden (w) versehenen Behälter besteht.
34. Einrichtung nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühleinrichtung für die als Rohrsystem ausgebildete Ausreifeapparatur aus einem Kühlwasserbehälter besteht, in welchen das Rohrsystem eintaucht.
35. Ausführung einer Ausreifeapparatur nach Anspruch 33, dgdurch gekennzeichnet, daß der Behälter (AB) mehrere Zwischenböden (ZB) aufweist und jeder Zwischenboden spiralig angeordnete Trennwände (T) trägt, so daß ein langer Strömungskanal entsteht, indem die Spiralkanäle auf den Zwischenböden (ZB) von oben nach unten und abwechselnd von innen nach außen und von außen nach innen durchflossen werden.
36. Ausreifeapparatur nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenböden (ZB) gelocht sind und in der Achse des Behälters (AB) ein Belüftungsrohr (L) angeordnet ist, das die aus den Kanälen nach unten tropfende Maische (M) mit Frischluft versorgt.
37. Einrichtung nach Anspruch 33 und 34 bzw. 35 und 36, dadurch gekennzeichnet, daB in die Verbindungsleitung (a1) zwischen der Verhefungseinrichtung (b, bi bzw. VB) und der Ausreifeapparatur (AB) eine Leitung für die Zufuhr zusätzlicher Zuckerlösung mündet.