DE968721C

DE968721C - Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Mikroorganismen, insbesondere Hefe und hefeartigen Pilzen

Info

Publication number: DE968721C
Application number: DESCH4663D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Heinrich Scholler; Max Seidel
Original assignee: HEINRICH SCHOLLER DR ING
Current assignee: HEINRICH SCHOLLER DR ING
Priority date: 1944-05-03
Filing date: 1944-05-03
Publication date: 1958-03-27

Description

Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Mikroorganismen, insbesondere Hefe und hefeartigen Pilzen Die Herstellung von Mikroorganismen, insbesondere von Hefe und hefeartigen Pilzen, wird im allgemeinen diskontinuierlich oder halbkontinuierlich betrieben. Zahlreiche Vorschläge, im Rahmen einer solchen Herstellung den Betrieb vollkontinuierlich zu gestalten, konnten sich in der Praxis nicht durchsetzen.
Das vorliegende Verfahren zeigt einen neuen Weg zur Lösung dieses Problems und schafft mit diesem erstmalig eine wirklich brauchbare Möglichkeit zur kontinuierlichen Herstellung von Mikroorganismen, insbesondere Hefe und hefeartigen Pilzen. Dieses erfindungsgemäße Verfahren ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß der Prozeß in zwei voneinander unabhängigen, an einen großen Gärraum angeschlossenenKreisläufen geführt wird, und zwar in einem Belüftungskreislauf, in welchem im wesentlichen außerhalb des eigentlichen Gärraumes derGasstoffwechsel stattfindet undgesteuert wird (Zuführung von Luft und Entweichen von Kohlensäure), und einem zweiten, dem Erntekreislauf, in welchem Ernte und verbrauchteLösung dem System entzogen werden und die im Gärraum vorhandene Pilzkonzentration geregelt wird.
Es ist zwar bereits bekannt, eine vollkontinuierliche Hefezüchtung im Kreislauf durchzuführen. Die Anwendung eines Erntekreislaufes für sich ist nicht neu. Ebenso ist auch die Anwendung eines Belüftungskreislaufes außerhalb des Gärraumes für sich nicht neu. Das vorliegende Verfahren unterscheidet sich von den bekannten Verfahren aber grundsätzlich durch die gleichzeitige Anwendung zweier voneinander unabhängiger Kreisläufe, die beide an einen großen Gärraum angeschlossen sind. Der eine dieser beiden Kreisläufe ist dabei der Belüftungskreislauf, der in erster Linie zum Gasstoffwechsel dient, insbesondere zur Zuführung von Luft und zur Entbindung von Kohlensäure. Der andere Kreislauf ist der sogenannte Erntekreislauf, aus dem die zu erntenden Pilze und ein Teil der verbrauchten Lösung entfernt werden, während ein anderer Teil der in der verbrauchten Lösung suspendierten Pilze in den großen Gärraum zurückgeführt wird.
Der Belüftungskreislauf wird im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens zweckmäßigerweise mittels mehrerer, vorzugsweise in einer Vielheit parallel geschalteter Kreislaufvorrichtungen bzw. -rohre durchgeführt, und zwar derart, daß die Luftzuführung in die Rohre außerhalb des Gärbehälters in Höhe seiner Sohle oder darunter erfolgt.
Eine zur Ausführung vorliegender Erfindung geeignete Anordnung der Apparatur ist in Fig. i der Zeichnung dargestellt. Sie weist den Gärbehälter i auf, der den eigentlichen Gärraum umschließt. Der Belüftungskreislauf setzt sich aus einer Anzahl paralleler Umlaufrohre 2 mit Luftzuführungsvorrichtung 3 zusammen (der Einfachheit halber ist in der Zeichnung die Vorrichtung 2, 3, 4. nur einmal dargestellt). Die Belüftungsrohre können, wie in der Zeichnung veranschaulicht, mit Kühlmänteln ausgerüstet werden, so daß auf diesem Wege auch eine Temperaturregelung vorgenommen werden kann. Die Belüftungsrohre münden oberhalb des Gärraums, so daß sich das kreisende Gemisch auf den Inhalt des Gärgefäßes ergießt und hierdurch der Bildung stehender Schaumdecken entgegenwirkt.
Schließlich weist die Apparatur den Erntekreislauf auf, der durch das Austrittsrohr 5, den Zwischenbehälter 6, den Entschäumer 7, die Zentrifuge 5 mit Ablauf 9 für verbrauchte Lösung, die Entnahmevorrichtung für Erntehefe io, die gegebenenfalls vorzusehende Reinigungsvorrichtung i i das Reservoir 1 2 und das Zuflußrohr 17 gebildet wird. In dem genannten Erntekreislauf ist eine Querverbindung 16 - mit Pumpe 15 - vorgesehen, durch die ein Teil der Pilzsuspension bzw. des Gemenges aus dein Erntekreislauf, ohne die Zentrifuge zu passieren, in den Gärraum i, gegebenenfalls über das Reservoir 12, wieder zurückgeführt werden kann.
Der Gärraum i wird entweder aus einem einzigen Behälter gebildet und wird zweckmäßig mit vertikalen oder schrägen Unterteilungen ausgerüstet, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist. Er kann aber auch aus einer Mehrzahl hintereinandergeschalteter Behälter bestehen, die, wie in Fig. 3 dargestellt, angeordnet sein können.
Fig. 2 zeigt den Gärraum i in einer Ausbildung als Trog mit vertikalen Unterteilungen derart, daß das Gemisch sich auf- und abwärts bewegt und ein oder mehrmals kaskadenartig überfällt. Die genannte Zirkulation schließt sich an den Erntekreislauf an. Der eigentliche Gärraum kann so zwischen den Anschlußstellen des Erntekreislaufes 17 und 18 durch Vertikalflächen 1q. und 2o derart unterteilt werden, daß das hindurchfließende Gemenge zu abwechselnder Auf- und Abwärtsbewegung mit kaskadenartigen Überfällen gezwungen wird. Der Zufluß kommt von einem Reservoir (12 in Fig. i), und der Ablauf führt zum Zwischenbehälter (6 in Fig. i) und von hier zur Entschäumung.
In Fig.2 und 3 ist der Belüftungskreislauf nicht dargestellt und der Erntekreislauf nur durch Ausfluß aus Behälter 6 sowie durch Zuflußrohr 17 angedeutet.
Durch die intensive Bewegung und wiederholte Richtungsänderung wird ein homogenes dreiphasiges Gemenge erzeugt, das als feste Phase die Pilzmasse, als flüssige Phase die Nährlösung und als gasförmige Phase Luft und Kohlensäure enthält.
Beide Kreisläufe sind voneinander unabhängig und können auch unabhängig voneinander gesteuert werden, was für die Beherrschung des Prozesses von besonderer Bedeutung ist. Der Belüftungskreislauf wird durch die Belüftung gesteuert, und zwar durch Einstellung des Luftdruckes und Wahl der Düsenquerschnitte.
Durch den Erntekreislauf wird die Ernte der im Gärraum vorhandenen Pilzmenge, die sogenannte Pilzkonzentration, gesteuert und der gegebenenfalls teilweise Entzug der verbrauchten Nährlösung geregelt.
Nach dem Analysenergebnis der bei 9 austretenden erschöpften Lösung wird die Zugabe der Nährlösung aus dem Behälter 13 bemessen, insbesondere auch die Wasserstoffionenkonzentration und der N-Gehalt -zweckmäßig in Behälter 13 - entsprechend eingestellt.
Unter Gärraum bzw. Gärbehälter wird im vorstehenden der Raum oder der Behälter verstanden, in welchem im wesentlichen das Wachstum der Mikroorganismen stattfindet.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Mikroorganismen, insbesondere Hefe und hefeartigen Pilzen, dadurch gekennzeichnet, daß der Prozeß in zwei voneinander unabhängigen, an einengroßen Gärraum angeschlossenen Kreisläufen geführt wird, und zwar in einem Belüftungskreislauf, in welchem im wesentlichen außerhalb des eigentlichen Gärraumes der Gasstoffwechsel stattfindet und gesteuert wird (Zuführung von Luft und Entweichen von Kohlensäure), und einem zweiten, dem Erntekreislauf, in welchem Ernte und verbrauchte Lösung dem System entzogen und die im Gärraum vorhandene Pilzkonzeirtration geregelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Belüftungskreislauf mittels mehrerer, vorzugsweise in einer Vielheit parallel geschalteter Kreislaufvorrichtungen bzw. -rohre durchgeführt wird, wobei die Ztt- Führung der Luft in die Rohre außerhalb des Gärbehälters in Höhe seiner Sohle oder darunter erfolgt.
3. Verfahren nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Belüftungskreislaufrohre an deren aufsteigendem Teil mit Kühleinrichtungen ausgestattet sind. .
4. Verfahren nach den Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der eigentliche Gärraum zwischen den Anschlußstellen des Erntekreislaufes (17 und 18) durch Vertikalflächen (14 und 2o) derart unterteilt ist, daß das hindurchfließende Gemenge zu abwechselnder Auf- und Abwärtsbewegung mit kaskadenartigen Überfällen gezwungen wird.
5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen i bis 4, bestehend aus einem oder mehreren Gärbehältern (i), einem Belüftungskreislauf, der aus einem oder mehreren Umwälzrohren (2) mit Luftzuführung (3) gebildet wird, und einem Erntekreislauf, der sich aus Austrittsrohr (5), Zwischenbehälter (6), Entschäumer (7), Zentrifuge (8) mit Ablauf für die verbrauchte Lösung (9), Erntestelle (io), gegebenenfalls Reinigungsvorrichtung (ii), Reservoir (12) und Zuflußrohr (17) zusammensetzt. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 271 250, 499 5o6, 577244, ö0771, 618o21, 61955, 5621566, 641025, 659 333, 666 321, 682 520, 744176; britische Patentschrift Nr. 294123.