DEP0022965DA

DEP0022965DA - Use of sludge to neutralize coniferous wood, especially spruce wood sulphite waste liquor for the subsequent fermentation

Info

Publication number: DEP0022965DA
Authority: DE
Inventors: Fritz Dr.phil. Neumann
Original assignee: Zellstofffabrik Waldhof, Mannheim-Waldhof
Publication date: 1950-11-30

Description

Das Hauptpatent Nr. 765 434 besteht darin, daß Scheideschlamm zum Neutralisieren von Sulfitablauge oder anderen saurer kohlehydrathaltigen Lösungen vor deren Angären zwecks Züchtung von technisch verwertbaren Mikroorganismen, insbesondere Hefen, Verwendung findet.The main patent No. 765 434 consists in the fact that separating sludge is used to neutralize sulphite waste liquor or other acidic carbohydrate-containing solutions before fermentation for the purpose of cultivating technically usable microorganisms, in particular yeasts.

Hierdurch kann der in großen Mengen in der Rübenzuckerindurstrie anfallende Scheideschlamm zur Abstumpfung des hohen Säuregehaltes der Sulfitablauge oder sonstigen sauren Kohlehydratlösungen nutzbringend verwendet werden.As a result, the sludge produced in large quantities in the beet sugar industry can be used to good effect to dull the high acid content of the sulphite waste liquor or other acidic carbohydrate solutions.

Gemäß dem Hauptpatent lassen sich die genannten Lösungen auf einfache Weise bis zu dem pH-Wert einstellen, der für die Züchtung der betreffenden Mikroorganismen erwünscht ist, ohne befürchten zu müssen, daß bei Überdosierungen wie mit den bisher verwendeten Mitteln zum Abstumpfen solcher sauren Lösungen eine schädigende Wirkung auf die Zuckerverbindungen erfolgt. Ferner wird nach dem Hauptpatent neben der Herabsetzung des hohen Säuregrades der zuckerhaltigen Flüssigkeiten diesen gleichzeitig eine erhebliche Menge der im Scheideschlamm enthaltenen Nährstoffe für die Mikroorganismen zugeführt, wodurch vor allem eine weitgehende Einsparung des sonst erforderlichen phosphorhaltigen Nährsalzes eintritt.According to the main patent, the solutions mentioned can be adjusted in a simple manner to the pH value that is desired for the cultivation of the microorganisms concerned, without having to fear that in the event of overdosing, as with the agents previously used to dull such acidic solutions, a damaging effect Effect on the sugar compounds takes place. Furthermore, according to the main patent, in addition to reducing the high degree of acidity of the sugary liquids, a considerable amount of the nutrients contained in the sludge for the microorganisms is simultaneously supplied to them, which above all results in a substantial saving of the otherwise necessary phosphorus-containing nutrient salt.

Es wurde nun des weiteren überraschenderweise gefunden, daß man durch Verwendung dieses Scheideschlammes als Neutralisationsmittel von Nadelholz-, insbesondere Fichtenholzsulfitablauge, sowohl deren aus dem Herstellungsprozeß stammenden an sich zwar geringen, aber doch schädlichen Bleigehalt als auch diejenigen Substanzen weitgehend entfernen kann, die der aus Nadelholzsulfitablauge gewonnenen Hefe einen unangenehm bitteren und harzartigen Geschmack verleihen.It has now also been found, surprisingly, that by using this sludge as a neutralizing agent from coniferous wood, especially spruce wood sulfite waste liquor, both its low but harmful lead content from the manufacturing process and those substances that can largely be removed from the softwood sulphite waste liquor give yeast obtained an unpleasantly bitter and resinous taste.

Bekanntlich nimmt Hefe aus Sulfitablauge unter anderem auch Schwermetalle, hauptsächlich das giftige Blei bevorzugt auf. Betriebserfahrungen haben gezeigt, daß sich die Hefe gegen das Blei in Nadelholzsulfitablauge merklich anders als gegen das Blei in Laubholzsulfitablauge verhält. Offenbar liegt das Blei bei diesen Ablaugen jeweils in verschiedenen Bindungen vor, was daraus zu entnehmen ist, daß bei einer vergleichsweisen Verhefung von Fichtenholz- und Buchholzsulfitablauge mit einem jeweils gleich hohen Bleigehalt bei einer übereinstimmenden Hefeausbeute in der aus der Fichtenholzablauge gewonnenen Hefe mehrmals soviel Blei festgestellt werden konnte wie bei der Hefe aus der Buchenholzsulfitablauge.As is well known, yeast from sulphite waste liquor also preferentially absorbs heavy metals, mainly the poisonous lead. Operating experience has shown that the yeast behaves markedly differently to the lead in softwood sulphite waste liquor than to the lead in hardwood sulphite waste liquor. Evidently the lead is present in different bonds in these waste liquors, which can be inferred from the fact that with a comparative yeasting of spruce wood and beechwood sulphite waste liquor with an equally high lead content with a corresponding yeast yield in the yeast obtained from the spruce waste liquor, several times as much lead was found as with yeast from beechwood sulphite waste liquor.

Bei dem hoch entwickelten Stand der Nährhefeerzeugung aus Sulfitablauge ist die aus Buchenholzsulfitablauge gewonnene Hefe bezüglich ihres Bleigehaltes unbedenklich. Nicht ganz so günstig liegen diese Verhältnisse bei der Nadelholzsulfitablauge, und zur Gewinnung gesundheitlich einwandfreier Nährhefe mußten geeignete Vorkehrungen zur Verminderung des Bleigehaltes getroffen werden. In besonderen Verfahrensstufen versuchte man das Blei auszuscheiden, was aber unerwünschte Kostenerhöhungen verursachte.With the highly developed level of nutritional yeast production from sulphite waste liquor, the yeast obtained from beechwood sulphite waste liquor is harmless in terms of its lead content. These conditions are not quite so favorable with the coniferous sulphite waste liquor, and in order to obtain nutritional yeast which is healthy, suitable precautions had to be taken to reduce the lead content. Attempts were made to separate the lead in special stages of the process, but this caused undesirable cost increases.

Verwendet man dagegen Scheideschlamm zu der an sich schon notwendigen Neutralisierung der Nadelholzsulfitablauge, so fallen derartige zusätzliche Kosten für die Bleiausscheidung fort.If, on the other hand, separating sludge is used for the neutralization of the softwood sulphite waste liquor, which is already necessary, then such additional costs for lead separation are eliminated.

Diese Wirkung des Scheideschlamms beruht wahrscheinlich nicht allein auf physikalischer Adsorption; denn derartig wirkende Stoffe, wie z.B. Aktivkohle und Kieselgur sind praktisch wirkungslos. Die primäre Rolle scheint eine chemische Reaktion zu spielen, etwa in dem Sinne, daß die in der Sulfitablauge gelösten Bleiverbindungen sich mit dem Calciumcarbonat zu schwerlöslischem Bleicarbonat umsetzen, das allerdings in der sehr hohen Verdünnung nicht sofort ausfällt, sondern zunächst eine übersättigte Lösung bildet und hieraus durch Adsorption an Bestandteile des Scheideschlamms niedergeschlagen wird.This effect of the sludge is probably not based solely on physical adsorption; because such substances, such as activated carbon and kieselguhr, are practically ineffective. A chemical reaction seems to play the primary role, for example in the sense that the lead compounds dissolved in the sulphite waste liquor react with the calcium carbonate to form poorly soluble lead carbonate, which, however, does not precipitate immediately in the very high dilution, but initially forms a supersaturated solution and from this is precipitated by adsorption on constituents of the sludge.

Ein weiterer Unterschied zwischen Nadel- und Laubholzsulfitablauge besteht darin, daß in Nadelholzablauge Stoffe enthalten sind, die der darin gezüchteten Hefe einen eigentümlich bitteren und harzartigen Geschmack, den charakteristischen "Nadelholzgeschmack" verleihen, der bei einem menschlichen Nahrungsmittel unerwünscht ist, wogegen Laubholzsulfitablauge davon frei ist un eine ohne weiteres geschmacklich zusagende Nährhefe ergibt.Another difference between softwood and hardwood sulphite waste liquor is that the softwood waste liquor contains substances which give the yeast grown therein a peculiar bitter and resinous taste, the characteristic "softwood taste", which is undesirable in a human food, whereas hardwood sulphite waste liquor is free of it and results in a nutritional yeast that is readily tasty.

Die Harz- und Bitterstoffe der Nadelholzsulfitablauge können durch Adsorptionsmittel, wie z.B. Aktivkohle entfernt werden; jedoch sind hierzu ebenfalls mit zusätzlichen Kosten verbundene Verfahrensstufen einzuschalten. Ohne weitere Material- oder Arbeitskostenaufwand können dagegen gemäß der Erfindung mit Scheideschlamm als Neutralisationsmittel genau dieselben Wirkungen erreicht werden, d.h. die Harz- und Bitterstoffe werden von dem Schlamm adsorbiert und lassen sich bei dessen Absetzen auf dem Boden des Neutralisationsgefäßes entfernen.The resin and bitter substances in the softwood sulphite waste liquor can be removed by adsorbents such as activated carbon; however, procedural steps associated with additional costs must also be included for this purpose. Without further material or labor costs, however, exactly the same effects can be achieved according to the invention with separating sludge as the neutralizing agent, i.e. the resin and bitter substances are adsorbed by the sludge and can be removed when it settles on the bottom of the neutralization vessel.

1000 l einer Fichtenholzsulfitablauge mit einem pH-Wert von 2,8, einem Bleigehalt von 1,4 mg Pb/Ltr. und und einem Gehalt von 2,52% reduzierender Substanz (Zucker) werden vor dem Angären mit 16 kg Scheideschlamm (lufttrockenes Material mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 30%) auf einen pH-Wert von 5,6 - 5,8 eingestellt. Da Scheideschlamm als Abfallprodukt sehr viel wohlfeiler ist als der unter Kohlenaufwand hergestellte Ätzkalk, spielt der Mehrverbrauch gegenüber einer Neutralisierung mit Calciumhydroxyd keine Rolle. Nach beendeter Neutralisatisch, während welcher lebhaft geführt werden muß, setzt sich der Scheideschlamm gut am Boden ab, und es resultiert eine klare Ablauge, die an unerwünschten Bestandteilen gegen vorher bedeutend ärmer geworden ist. Die Harz- und Bitterstoffe sind nahezu gänzlich verschwunden. Der Bleigehalt ist auf ein Bruchteil seines ursprünglichen Wertes zurückgegangen und beträgt nur noch 0,4 mg Pb Liter.1000 l of a spruce wood sulfite waste liquor with a pH value of 2.8, a lead content of 1.4 mg Pb / ltr. and a reducing substance (sugar) content of 2.52% are adjusted to a pH value of 5.6-5.8 with 16 kg of sludge (air-dry material with a moisture content of 30%) before fermentation. Since sludge as a waste product is much cheaper than quick lime produced using coal, the additional consumption compared to neutralization with calcium hydroxide does not matter. After the end of the neutralization process, during which it must be carried out vigorously, the sludge settles well on the bottom, and the result is a clear waste liquor which has become significantly poorer in undesirable constituents than before. The resin and bitter substances have almost completely disappeared. The lead content has dropped to a fraction of its original value and is only 0.4 mg Pb liters.

Aus der mit Scheideschlamm neutralisierten Ablauge, die im Liter rund 25 gr reduzierende Substanz, hauptsächlich Zucker, enthielt, wurden 10 - 12 g Trockenhefe/Ltr. gewonnen. In 100 g Trockenhefe sind nach der Dithizonmethode 0,8 - 1,1 mg Pb zu finden. Geschmacklich ist die Herkunft aus Fichtenholzsulfitablauge kaum noch zu erkennen.The waste liquor neutralized with sludge and containing around 25 grams of reducing substance per liter, mainly sugar, was converted into 10-12 g of dry yeast / liter. won. According to the dithizone method, 0.8-1.1 mg Pb can be found in 100 g dry yeast. In terms of taste, the origin from spruce wood sulphite liquor can hardly be recognized.

Bei einem unter genau gleichen Bedingungen durchgeführten Vergleichsversuch wurden 100 Ltr. derselben Fichtenholzsulfitablauge vom pH-Wert 2,8, Bleigehalt 1,4 mg Pb/Ltr. und 2,52 % reduzierender Substanz (Zucker) vor dem Angären mit 1,5 kg Calciumhydroxyd auf einen pH Wert von 5,6 - 5,8 eingestellt. Der aus Calciumsulfit bestehende Niederschlag war nur gering. Der Bleigehalt der Ablauge betrug nach dieser Behandlung nach 1,3 mg Pb/Ltr., blieb demnach nahezu gleich. In den hieraus gezüchteten Hefen ergeben sich nach der Dithizonmethode in 100 g Trockensubstanz 4,2 - 5,1 mg Pb. Ihr Geschmack ist unangenehm holzartig und bitter.In a comparative test carried out under exactly the same conditions, 100 liters of the same spruce wood sulfite waste liquor with a pH value of 2.8, lead content 1.4 mg Pb / ltr. and 2.52% reducing substance (sugar) adjusted to a pH value of 5.6-5.8 with 1.5 kg calcium hydroxide before fermentation. The calcium sulfite precipitate was only slight. After this treatment, the lead content of the waste liquor was 1.3 mg Pb / ltr., And therefore remained almost the same. In the yeasts grown from this, according to the dithizone method, 4.2-5.1 mg of Pb are obtained in 100 g of dry substance. Their taste is unpleasantly woody and bitter.

Claims

Use of separating sludge to neutralize sulphite waste liquor according to patent 765 434, characterized in that softwood, in particular spruce sulphite waste liquor, is neutralized in a known manner with separating sludge in order to improve the taste and reduce the lead content to a minimum before fermentation.