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Verfahren zur Abtrennung der Hefe aus Hefeemulsionen Es ist bekannt,
daß die Abtrennung der Hefen aus den bei der Verhefung anfallenden Emulsionen mittels
Separatoren durchgeführt wird. Bei diesen Arbeitsvorgängen können, begünstigt durch
die Schaumanteile der Emulsion, verhältnismäßig hohe Hefeverluste auftreten, die
sich nachteilig auf die erzielten Ausbeuten auswirken. Es ist außerdem bekannt,
daß für die Abtrennung durch Separatoren ein hoher Energiebedarf erforderlich ist
und umfangreiche Maschinen und Apparate benötigt werden. Man hat auch bereits vorgeschlagen,
zur Erleichterung der Abtrennung der Hefe die Separierung hei einem PH über 7 oder
in Gegenwart von I'hosphationen vorzunehmen.
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Es wurde nun gefunden, daß der zur Abscheidung der Hefe erforderliche
Zusatz von Ätznatron, Ammoniak oder anderen Alkalien zur Herabsetzung der H-Ionenkonzentration
erheblich verringert «-erden kann, wenn gleichzeitig der Neutralsalzgehalt der Hefemaische
erhöht, beispielsweise auf einen Neutralsalzgehalt von mehr also io g/1 gebracht
wird. Erfindungsgemäß ist es möglich, mit geringeren Mengen an Basen zur Ausflockung
der Hefe auszukommen, die Zahl der Separierungen auf eine zu verringern oder sogar
ohne Zuhilfenahme von Separatoren die Abtrennung durchzuführen. Vorteilhaft ist
es, den Neutralsalzgehalt auf 5o g/1 zu erhöhen. Die besten Ergebnisse werden erreicht,
wenn der Neutralsalzgehalt noch höher liegt und beispielsweise ioo bis 200g/1 beträgt.
Die verschiedensten Neutralsalze können zugesetzt werden, wie Sulfate, Chloride
oder Nitrate. Es hat sich gezeigt, daß beispielsweise bei Zugabe von 5o g Natriumsulfat
pro Liter zur Emulsion der zur
Ausflockung erforderliche Bedarf
an Alkalien bereits auf die Hälfte herabgesetzt werden kann, während bei ioo g Natriumsulfat
pro Liter nur noch 1/i0, bei 200g Natriumsulfat pro Liter nur noch 1/=o der ursprünglich
erforderlichen Alkalimengen zur Erzielung der Hefeausflockung ausreicht.
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Das erfindungsgemäße Verfahren kann für die Abscheidung der verschiedensten
Hefearten Anwendung finden. Beigpielsweise können Saccharomyceshefen, Torulahefen,
Monilia- und andere Heferassen auf die beschriebene Weise abgeschieden werden. Das
Verfahren kann zur Abscheidung der in den verschiedensten Würzen gezogenen Hefen
dienen, beispielsweise zur Abscheidung von aus Melasse, Sulfitablauge und Hydrolysaten,
wie sie durch das Verzuckern cellulosehaltiger Rohstoffe, wie z. B. Kiefern- und
Buchenholzhackspäne, Strohhäcksel und Kartoffelkraut, anfallen, erhaltenen Hefen.
Es können auch für die Hefeerzeugung die Vorhydrolysate benutzt werden, die in bekannter
Weise bei der zwecks Entfernung der Cellulosebegleitstoffe vorgenommenen Säurebehandlung
celltilosehaltiger Rohstoffe anfallen.
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Besonders vorteilhaft ist es, die Einstellung der erforderlichen OH-Ionenkonzentration
nicht durch Alkalien, sondern durch den Zusatz von Erdalkalihydroxyden vorzunehmen.
Besonders geeignet ist dabei ein Zusatz von Kalkwasser.
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Es wird dabei in der Weise verfahren, daß die fertige Hefeemulsion
mit klar filtriertem, an Kalk gesättigtem Kalkwasser versetzt wird, bis ein pH von
9 bis io erreicht ist. Die Temperatur wird dabei zweckmäßig in den Grenzen von io
bis 35° gehalten. Günstig für die Flockung erweist sich eine Temperatur von etwa
30°. Es tritt sofortige Flockung der Hefe ein, die nach raschem Absitzen leicht
von der klaren Schlempe abgetrennt werden kann.
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Eine Ausflockung bei besonders niedrigen pH-Werten kann erreicht werden,
wenn gleichzeitig zweiwertige Metallsalzionen zugegen sind. In erster Linie kommen
Kalziumsalze, beispielsweise Kalziumchlorid, in Frage, die nicht nur in großen Mengen
zur Verfügung stehen, sondern auch durch ihren billigen Preis besondere Vorteile
bieten. Auch andere für die Hefe ungiftige Ionen von Salzen zweiwertiger Metalle,
wie Magnesiumsalze, können Verwendung finden. Beispiel i Die Hefeemulsion wird zunächst
mit So g/1 Natriumsulfat versetzt, wonach mittels Natronlauge der PH-Wert auf 9
bis io eingestellt wird. Die Hälfte der bisher notwendigen Menge ist ausreichend,
um dies zu erreichen, wobei sofortige Ausflockung der Hefe eintritt.
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Beispiel e Die Hefeemulsion wird durch Zugabe von Natriumsulfat auf
einen Sulfatgehalt von ioo g/1 gebracht. Zur Ausflockung genügt es, die Na O H-Konzentration
der Emulsion auf 4g/1 NaOH zu bringen.
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Beispiel 3 Ein mit 200g/1 Natriumsulfat durchgeführter Versuch
hat ergeben, daß mit '/2o der bisherigen Natronlaugemenge eine ebensolche Flockung
erreicht wird. Beispiel 4 Zu ioo 1 Emulsion werden i bis 2 kg Trinatriumphosphat
zugefügt in Form einer konzentrierten Lösung. Es tritt momentane Flockung der Hefe
ein, die leicht nach den bekannten Methoden von der Schlempe abgetrennt werden kann.
Eine Rückgewinnung der so eingesetzten Phosphorsäure ist möglich durch Ausfällung
mittels Kalziumsalzen, und die erhaltenen Kalziumphosphate sind für die weitere
Verliefung als Nährsalze einsatzfähig. Zu besonders günstigen und wirtschaftlichen
Verhältnissen gelangt man, wenn cnan bei Anwendung von Ammoniak die Flockung nach
eilmaliger Separation vornimmt, d. h. unter Zugrundelegung einer Emulsion, die erheblich
mehr als i °/o, z. B, 7 bis 8%, Hefe enthält. Die erforderlichen Ammoniakmengen
können auf diese \\'eise ganz wesentlich gesenkt werden. Während beispielsweise
bei Ausflockung von dünn anfallender Maische pro ioo kg atro Hefe, d. 1i. auf etwa
i 1 .Ioo 1 'Maische 37 1 Ammoniak, 17O/Gig, entsprechend 9,86 kgAmmoniak gebraucht
werden, werden im Falle des erfindungsgemäßen Verfahrens für die gleiche Menge Hefe
nur 4,3 1 17o/oiges Ammoniak entsprechend 0.73 kg Ammoniak benötigt.
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Von besonderem Interesse ist diese Arbeitsweise bei Anwendung auf
Prozesse, bei denen die anfallende Schlempe in den Hydrolysierprozeß cellulosehaltiger
Materialien zurückgeführt wird. Das zur Ausflockung zugesetzte Ammoniak reichert
die Schlempe an Ammoniumsulfat an, das mit in die neue Vorhydrolyse überführt wird,
so daß die daraus entstehenden Hydrolysate bereits den erforderlichen Stickstoff
haben oder wenigstens zum Teil in die Vertiefung mitbringen. Die Vorreinigung der
Hydrolysate für die '%'erliefung würde dann, um einen Mehrverbrauch an Stickstoff
zu vermeiden, ganz oder teilweise mittels Kalkmilch zu erfolgen haben. Die auf diese
Weise ausgeflockten Hefen setzen sich sehr schnell ab, so daß die überstehende Schlempe
leicht abgetrennt und der Hefebrei über Filterpressen abgepreßt und ausgewaschen
werden kann. Beispiel j io ooo 1 Maische mit einem pH von 4,5 und einem Hefegehalt
von i % werden durch einmalige Separation auf einen Hefegehalt von 8% gebracht.
Die bei der Separation erhaltenen 1250 1 8o/oige Hefemaische werden durch Zugabe
von 41 17o/oigem Ammoniak auf ein PH von 7,5 gebracht. Es tritt alsbaldige Ausflockung
ein, welche sich rasch zu Boden setzt. Die überstehende klare Schlempe wird
abgelassen
und der Rückstand über eine Filterpresse abgepreßt und ausgewaschen.
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Eine weitere vorteilhafte Arbeitsweise nach der Erfindung besteht
darin, daß man der Maische Kalkwasser zusetzt, und zwar so viel, daß sich ein p11
von mindestens 7,o einstellt. Es tritt dann Ausflockung der Hefe ein. die sich nach
verhältnismäßig kurzer Zeit von der Hauptmenge der Schlempe abtrennen läßt und durch
Filterpressen o. dgl. geschickt werden kann. Die Hefeabsonderung durch bloßes Separieren
hat den Nachteil, daß z. B. durch Schaumbildung große Hefeverluste auftreten. In
Verbindung mit der Erfindung ist es aber ohne weiteres möglich, die Maische vor
der Ausflockung einer einmaligen Separation zu unterwerfen, um hierdurch die Maische
auf einen höheren Hefegehalt von z. B. 8 oder mehr Prozent zu bringen.
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Zur Abtrennung wird die Hefesuspension mit kalt gesättigtem filtriertem
Kalkwasser, 1,87 g/1 Ca (O11)2, versetzt, und zwar in der Regel mit i 1 Kalkwasser
auf i 1 Maische.
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@-Venn man die erforderliche Menge an Kalkwasser gering halten will,
kann man der Maische kleine Mengen an Ammoniak oder Alkali zusetzen, beispielsweise
0,3 bis o,8 kg Ammoniak (also ioo% gerechnet) auf ioo kg Hefe. Bei Anwendung von
Alkali kann i bis io% der Alkalität des Kalkes durch Alkali, z. B. Na O H, ersetzt
werden. Die Kalkmenge läßt sich hierdurch wesentlich, z. B. um 5o bis 6o%, herabsetzen,
wobei die Verhältnisse allerdings so liegen, daß bei zunehmendem p11 die Kalkwassermenge
in jedem Fall ziemlich gesteigert werden muß. So ist es beispielsweise bei einem
p11 über 9 erforderlich, auf i 1 Maische i,61 Kalkwasser zu verwenden, während bei
einem p11 von 7,5 bis 8 nur i 1 Kalkwasser zugesetzt werden muß.
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Die Flockungstemperatur liegt bei etwa io bis 30°, während bei höheren
Temperaturen die Hefe einer Autolyse unterliegt. Die Abtrennung der Hefe aus der
Maische erfolgt kurz nach Zugabe des Kalkwassers oder nach einer gewissen Absetzzeit
von z. B. 2 Stunden mittels Filterpressen. Nach dem Absitzen können je nach Hefekonzentration
der Ausgangsmaische etwa 1/a bis 1/2 der überstehenden Flüssigkeit abgetrennt werden.
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Die Abtrennung der Hefe könnte auch mittels eines Saugzellenfilters
oder durch Abschleudern bewirkt werden. Dabei ist infolge der Zugabe des Flockungsmittels
die zum Abschleudern aufzuwendende Energie nur noch gering.