DE972765C

DE972765C - Verfahren zum Vergaeren von Sulfitablauge

Info

Publication number: DE972765C
Application number: DE1954P0012572
Authority: DE
Inventors: Erwin Franke; Fritz Dr Opderbeck; Guenter Trapp
Original assignee: Phrix Werke AG
Current assignee: Phrix Werke AG
Priority date: 1954-08-26
Filing date: 1954-08-26
Publication date: 1959-09-24

Description

Verfahren zum Vergären von Sulfitablauge Es ist bekannt, die bei der Herstellung von Sulfitzellstoff abfallenden Laugen auf Alkohol zu vergären. Die hierbei erzielten Ausbeuten an Alkohol sind im allgemeinen nicht befriedigend, wenn man die Gesamtmenge der in der Sulfitablauge enthaltenen gärfähigen Verbindungen berücksichtigt. Dies gilt besonders von solchen, Laugen, die bei sog. Hartkochungen erhalten werden, bei denen der Zellstoff nur einer verhältnismäßig kurzen energischen Behandlung mit der Kochlauge unterworfen wird. Diese Laugen enthalten die vergärbaren Zucker meist in Form hoher molekularer Polyosen, welche einer unmittelbaren Vergärung mit Hefe nicht zugänglich sind. Man hat bereits versucht, die Polyosen durch Hydrolyse, beispielsweise mit Mineralsäuren, vor der Vergärung zu spalten. Diese Verfahren haben sich jedoch in der Praxis nicht einführen können, weil die Mehrkosten einer solchen Spaltung in keinem Verhältnis zu der erzielten Mehrausbeute an Alkohol stehen.
Die vorliegende Erfindung geht einen neuen Weg, indem sie zur Spaltung der in den Kochlaugen enthaltenen Polyosen diastasebildende Mikroorganismen verwendet. Es ist zwar bereits bekannt, daß Stärken aller Art durch Pilzorganismen, wie Aspergillus- und Rhizopusarten, zu vergärbaren Zuckern abgebaut werden können. So ist bereits ein Verfahren zur Erzielung von Stärkesirupen mit geringem Dextroseäquivalent vorgeschlagen worden, bei welchem stärkehaltige Stoffe zunächst mit Säure konvertiert, dann auf einen pH-Wert von 4,6 bis 5,4 neutralisiert und durch Einwirkung von Piizamylasen nachverzuckert werden sollen. Der erhaltene Sirup soll sich durch einen besonders hohen Dextringehalt auszeichnen. Auf Grund dieser Angaben war in keiner Weise vorauszusehen, daß die in der Sulfitablauge enthaltenen Polyosen durch Pilzamylase in vergärbare Zucker gespalten werden können. Auf diese Weise gelingt es erstmals., die Alkoholausbeute bei der Vergärung von Sulfitablauge beträchtlich zu erhöhen und sogar die Ablaugen von Hartkochungen, welche bisher infolge der mangelhaften Alkoholausbeute im allgemeinen einfach verlorengegeben wurden, für eine wirtschaftliche Alkoholgewinnung nutzbar zu machen.
Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung wird die zu vergärende Sulfitablauge zunächst beispielsweise mit Kalk auf einen pH-Wert zwischen 5 und 6, wie er für die Vergärung bekanntermaßen günstig ist, eingestellt.
Die so vorbereitete Ablauge wird nun mit einem Pilzmalz versetzt, welches aus Aspergillus- bzw. Rhizopusarten gezüchtet ist. Am einfachsten erfolgt diese Züchtung in an sich bekannter Weise auf feuchten Kleienährböden, die mit dem entsprechenden Schimmelpilz geimpft und bei geeigneter Temperatur gehalten werden. Am besten eignet sich hierzu eine Kultur von Aspergillus orycae. Das erhaltene Pilzmalz kann entweder als solches oder in Form seines wäßrigen Extraktes der -wie oben beschrieben - vorbehandelten Sulfitablauge zugesetzt werden.
Dabei hat sich überraschenderweise ergeben, daß die Pilzdiastase in der Lage ist, die bei der Entstehung von Zuckern in der Sulfitablauge bekanntermaßen sich bildenden Bisulfit-Zuckerverbindungen, die der Vergärung einen erheblichen Widerstand entgegensetzen, aufzuspalten und somit der vollständigen Vergärung zuzuführen. Diese Tatsache war in keiner Weise vorauszusehen und stellt einen besonderen technischen Vorteil des vorliegenden Verfahrens dar.
Die mit dem Pilzmalz bzw. Pilzmalzextrakt versetzte Sulfitablauge wird nun ohne Zusatz von Nährsalzen in an sich bekannter Weise, beispielsweise reit Preßhefe, bei der üblichen Temperatur von etwa 34° auf Alkohol vergoren.
Durch die beschriebenen Maßnahmen wird eine erhebliche Mehrausbeute an Alkohol erzielt, wie folgende Vergleichsversuche zeigen: Beispiel z Eine Fichtensulfitablauge, wie sie bei der Erkochung eines sehr harten Papierzellstoffes anfällt, wird bei 8o bis 9o° mit Kalkmilch auf einen pH-Wert von 5,6 eingestellt und durch Absitzen geklärt. Die Ablauge .enthält 2,o2 % reduzierende Substanz (nach B e r t r a m) und 1,7% vergärbaren Zucker. In die auf 33° abgekühlte Lauge werden pro Liter o, i g Diammonphosphat und io ccm Pilzmalzextrakt eingetragen. Im Verlauf von etwa 2 Stunden steigt die reduzierende Substanz auf 2,480/0 und der vergärbare Zucker auf Z,im/o an. Nach Zusatz von Preßhefe setzt die Gärung ein, bei der innerhalb 24 Stunden io g Alkohol/i Maische entstehen. Pilzmalzextrakt und Hefe können auch gleichzeitig eingetragen werden.
Dieselbe Ablauge gibt bei der Vergärung ohne Pilzmalzzusatz nur 8 g Alkohdl/i Maische, so daß das Verfahren eine Ausbeutesteigerung von 2511/o bringt.
Der Pilzmalzextrakt wird dadurch gewonnen, daß Kleie, auf der bei 33 bis 35° Aspergillus orvcae gezüchtet wurde, mit der etwa 65fachen Menge warmen Wassers extrahiert wird.
Beispiel e In einer Fichtenablauge von einem weich und gut- bleichfähig gekochten Zellstoff erhöht sich beim Arbeiten nach Beispiel i die reduzierende Substanz von 1,9 auf 2,14% und der vergärbare Zucker von 1,6 auf i,8 %. Die Alkoholausbeute beträgt 9 g/i Maische gegenüber 7,7 g/i ohne Pilz' malzzusatz (Mehrausbeute 170/0).
Das Verfahren der Erfindung bietet also einen erheblichen technischen Fortschritt, da die Alkoholausbeute wesentlich erhöht wird. Eine weitere wesentliche Ersparnis an Gärraum wird durch die erhebliche Beschleunigung der Gärung erreicht. Dabei ist noch zu berücksichtigen, daß infolge des erhöhten Alkoholgehaltes der Maische die Kosten der Destillation ebenfalls entsprechend verringert werden.
Die zur Züchtung des Pilzmalzes benötigten Nährböden können für den gleichen Zweck mehrmals verwendet werden. Der ausgenutzte Nährboden läßt sich noch als wertvolles Kraftfutter nutzbringend abstoßen.

Claims

PATENTANSPRUCH: Verfahren zum Vergären von Sulfitablauge, insbesondere solcher von Hartkochungen, auf Alkohol, dadurch gekennzeichnet, daß man die Ablauge nach Einstellen eines pH-Wertes zwischen etwa 5 und 6 mit einer Schimmelpilzkultur oder einem wäßrigen Extrakt einer solchen versetzt, anschließend in bekannter Weise mit Hefe, vorzugsweise Preßhefe, auf Alkohol vergärt und den gebildeten Alkohol wie üblich abdestilliert. In Betracht gezogene Druckschriften: Britische Patentschrift Nr. 692 284; »Die Stärke«, Heft 1 (i954), S. i i.