Wynalazek niniejszy dotyczy sposobu otrzymywania alkoholu przez poddawanie fermentacji cieczy, zawierajacych weglo¬ wodany.Do otrzymywania alkoholu przez fer¬ mentacje weglowodanów za pomoca droz¬ dzy stosowano dotychczas sposoby fermen¬ tacji okresowe i ciagle. Wiadomo, ze sposo¬ by ciagle sa znacznie korzystniejsze od sposobów okresowych dzieki ich wiekszej oplacalnosci, powodowanej malymi koszta¬ mi urzadzenia i prowadzenia produkcji.Dotychczas stosowane sposoby ciagle, zwlaszcza fermentacja za pomoca drozdzy umieszczonych na nosnikach (np. na gale¬ ziach, kawalkach drewna, pumeksie), sa jednak zwiazane z pewnymi niedogodno¬ sciami, które znacznie zmniejszaja ich o- placalnosc. W tej odmianie sposobu fer¬ mentacji wystepuja zwlaszcza straty, po¬ wodowane tym, ze ciecz nie przeplywa równomiernie przez nosnik drozdzy, gdyz w strefach, w których napotyka mniejsze opory, posiada ona wieksza szybkosc.Wskutek tego czesc weglowodanów nie u- lega przemianie. Inna wade tego sposobu stanowi szybko nastepujace zanieczyszcze¬ nie sie nosnika drozdzy unoszacymi sie w cieczy czastkami i martwymi komórkami drozdzy, wskutek czego sprawnosc kadzi fermentacyjnych szybko maleje. W zwiaz¬ ku z tym powstaje inne szkodliwe zjawi¬ sko, mianowicie zakazenie cieczy fermen¬ tacyjnej, poniewaz martwe komórki droz¬ dzy stanowia doskonala pozywke dla bak¬ terii. Ponadto nie mozna przeprowadzacskutecznej sterylizacji bez jednoczesnego niszczenia drozdzy, wskutek czego nie moz¬ na uniknac strat, powodowanych przez fer¬ mentacje dzika.Sposoby fermentacji okresowej maja te wade, ze wymagaja znacznych pomieszczen do fermentacji oraz zwiazanych z tym znacznych kosztów obslugi. Dalsza ich wa¬ de stanowi to, ze drozdze stykaja sie ze swymi produktami przemiany materii dlu¬ zej, niz to jest konieczne. Wskutek tego na¬ stepuje uszkodzenie drozdzy, prowadzace do zamierania ich komórek. Drozdze moz¬ na stosowac do ponownej fermentacji tylko w ciagu okreslonego czasu, po czym nale¬ zy wprowadzic swiezy ,,przycierek", Droz¬ dze przeciwdzialaja co prawda wzmozone¬ mu obumieraniu przez wzmozony rozwój komórek, lecz jest to zwiazane ze stratami weglowodanów, przeznaczonych do otrzy¬ mywania alkoholu.Te wade posiada równiez inny znany sposób fermentacji okresowej, w którym stosuje sie duze dodatki drozdzy i za kaz¬ dym razem po zakonczeniu poszczególnych fermentacji rozdziela sie ciecz fermenta¬ cyjna na czesc, uboga w drozdze, i czesc, bogata w drozdze, przy czym czesc bogata w drozdze stosuje sie ponownie do nastep¬ nej fermentacji. Dodawanie duzych ilosci drozdzy ma powodowac pewne przyspie¬ szenie procesu fermentacji. W wymienio¬ nym sposobie fermentacji ciecz fermentu¬ jaca pozostaje nieruchoma, wskutek czego komórki drozdzy osiadaja i w ciagu dluz¬ szego okresu czasu stykaja sie ze swymi produktami przemiany materii. Czesc bo¬ gata w drozdze oddzielona po kazdej fer¬ mentacji styka sie nastepnie w ciagu wie¬ lu godzin ze szkodliwymi produktami, co powoduje dalsze straty drozdzy.Zmniejszenie wydajnosci alkoholu, wskutek zuzycia przez drozdze czesci cu¬ kru zawartego w brzeczce, nastepuje rów¬ niez i przy stosowaniu innego znanego sposobu ciaglej fermentacji. Sposobem tym Czesc fermentujacej brzeczki doprowadza sie z powrotem do miejsca doplywu brzecz¬ ki, tak iz czesc drozdzy stale krazy w o- biegu kolowym. Proponowano juz roz¬ dzielanie odlaczanej czesci strumienia brzeczki na czesc bogatsza w drozdze, do¬ prowadzana z powrotem do miejsca wpro¬ wadzania brzeczki, i na czesc ubozsza w drozdze, nawracana do fermentujacej wzglednie sfermentowanej cieczy. Ta od¬ miana powyzszego sposobu wykazuje rów¬ niez wady, mianowicie znaczna czesc drozdzy zostaje wraz ze sfermentowana brzeczka calkowicie usunieta z fermentu¬ jacej cieczy, do której nawraca sie jedy¬ nie niewielka ilosc drozdzy, znajdujaca sie w oddzielonej czesci brzeczki. Z tego powodu znaczna czesc cukru z brzeczki zostaje zuzyta na tworzenie drozdzy, przez co wydajnosc procesu otrzymywa¬ nia alkoholu maleje.Sposobem wedlug wynalazku niniej¬ szego prowadzi sie proces fermentacji cia¬ glej tak, iz komórki drozdzy i material, podlegajacy fermentacji, stale sie przesu¬ waja wzgledem siebie. Calkowita ilosc drozdzy krazy zatem w sposób ciagly w ukladzie fermentacyjnym, skladajacym sie ze zbiornika, w którym miesza sie z droz¬ dzami ciecz poddawana fermentacji i z rozdzielacza, w taki sposób, ze calkowita ilosc drozdzy porusza sie w kierunku od zbiornika do rozdzielacza i z powrotem do zbiornika. Kazda czastka drozdzy po uplywie okreslonego i dajacego sie regulo¬ wac okresu czasu dostaje sie do rozdziela¬ cza i styka sie natychmiast z nowymi czastkami cukru. A wiec drozdze sa od¬ dzielone od materialu, podlegajacego fer¬ mentacji, tylko w ciagu krótkiego okresu czasu. Po uplywie okreslonego i dajacego sie regulowac okresu czasu material, pod¬ legajacy fermentacji, po jednorazowym przejsciu przez uklad fermentacyjny, jest odprowadzany do dalszej przeróbki prze¬ wodem znajdujacym sie za rozdzielaczem. — 2 —Stwierdzono, ze tym sposobem drozdze moga pracowac stale, poniewaz usuwa sie je z utworzonych produktów ich przemia¬ ny materii. Strata komórek drozdzy, jaka sie zauwaza przy okresowym sposobie fer¬ mentacji, w danym przypadku, praktycz¬ nie biorac, nie nastepuje* Mieszanie droz¬ dzy z ciecza, podlegajaca fermentacji, po¬ winno sie odbywac mozliwie dokladnie, a- by przemiana cukru na alkohol i dwutle¬ nek wegla przebiegala mozliwie szybko.Wskutek dokladnego mieszania odbywa sie stale usuwanie przez przepony komór¬ kowe drozdzy, umozliwiajace wymiane produktów przemiany materii, produktów przemiany materii oraz doprowadzanie no¬ wych czasteczek cukru.Wszystkie czastki drozdzy musza sie przesuwac przez uklad fermentacyjny w okreslonym kierunku i nie moga osiadac, co ma wielkie znaczenie dla uzyskania najwiekszej wydajnosci procesu. Material poddawany fermentacji prowadzi sie rów¬ niez do rozdzielacza, dzieki czemu powsta¬ jace szkodliwe produkty przemiany mate¬ rii zostaja mozliwie szybko oddzielone od drozdzy.W celu uzyskania jeszcze lepszej wy¬ dajnosci procesu, material przefermento- wany w zbiorniku poddaje sie dodatkowej fermentacji po zmieszaniu drozdzy z cie¬ cza podlegajaca fermentacji, a przed roz¬ dzieleniem drozdzy i cieczy sfermentowa¬ nej w rozdzielaczu.Sposób wedlug wynalazku moze byc przeprowadzany w dowolnych urzadze¬ niach.Na rysunku przedstawiono schematycz¬ nie przyklad wykonania szczególnie ko¬ rzystnej postaci urzadzenia wedlug wyna¬ lazku.W zbiorniku 1 znajduje sie ciecz, za¬ wierajaca weglowodan, np, roztwór mela¬ sy; przeplywa ona przez rure 2 i zawór 3 do zbiornika 4 z mieszadlem, w którym nastepuje dokladne zmieszanie jej z droz¬ dzami, doprowadzanymi przez rure 5, za pomoca mieszadla 6 osadzonego na piono¬ wej osi. Blachy odbojowe, wbudowane w ten zbiornik, zwiekszaja skutecznosc mie¬ szania. Przez kanal 8 doplywa od dolu ma¬ terial poddawany fermentacji (brzeczka), który usuwa sie z tego zbiornika góra i przeprowadza do urzadzenia 9, zaopatrzo¬ nego w srubowo wygiete blachy kierowni¬ cze 10, powodujace przymusowy ruch cie¬ czy w jednym kierunku. Blachy kierownic cze moga byc osadzone w ten sposób, aby ciecz przeplywala z góry na dól badz tez odwrotnie z dolu do góry. Ciecz jest przy tym mieszana obracajacymi sie poziomo skrzydlami 11. Material poddawany fer¬ mentacji przeplywa z urzadzenia 9 przez rure 12 do rozdzielacza 13, w którym na¬ stepuje rozdzielenie. Odwirowane drozdze przeplywaja do zbiornika 14, z którego za pomoca pompy 15 zostaja doprowadzone przez rure 5 do wlotu zbiornika 4. Sfer¬ mentowana ciecz, zawierajaca alkohol, przeplywa przez rure 16 do (nie przedsta¬ wionego) naczynia destylacyjnego.W urzadzeniu 9 (lub podobnym urza¬ dzeniu, np. w rurze, zaopatrzonej w opory, lub w kolumnie z komorami lub pólkami) przeprowadza sie dodatkowa fermentacje resztek nie sfermentowanego cukru. Szyb¬ kosc doplywu brzeczki reguluje sie celo¬ wo tak, aby przy wyjsciu cieczy z urzadze¬ nia 9 osiagnac ostateczne sfermentowanie calej ilosci cukru.Drozdze mozna usuwac ze sfermento¬ wanej brzeczki zarówno przez oddziela¬ nie, jak i filtrowanie, np. z zastosowaniem obrotowego filtru mulowego. Drozdze nie stykaja sie z weglowodanami tylko w cze¬ sci obiegu kolowego, mianowicie od wlotu do rozdzielacza az do wlotu do zbiornika 4. Trwa to stosunkowo krótko, tak iz prak¬ tycznie biorac drozdze pracuja stale, a u- rzadzenie do przeprowadzania fermentacji zajmuje minimum przestrzeni.Drozdze opuszczajace rozdzielacz moz- - 3 —na traktowac substancjami dezynfekujacy¬ mi w celu usuniecia ewentualnie powstaja¬ cych niepozadanych mikroorganizmów.Przyklad, Roztwór melasy, znajduja¬ cy sie w zbiorniku /, zawiera 10% wago¬ wych cukru trzcinowego. Szybkosc prze¬ plywu roztworu cukru trzcinowego przez urzadzenie fermentacyjne reguluje sie tak, ze doplywajaca ciecz opuszcza urzadzenie po trzydziestu minutach. Do przemiany l1000 m3 10%-owego roztworu melasy dziennie potrzebna jest tedy przestrzen fermentacyjna o pojemnosci 21 m3. Zawar¬ tosc alkoholu w wyplywajacym wywarze wynosi 5,16% wagowych, to jest 96% ilo¬ sci obliczonej z równania procesu fermen¬ tacji. Wiekszej wydajnosci nie nalezy zre¬ szta oczekiwac, poniewaz przy kazdym procesie fermentacyjnym wystepuja rów¬ niez fermentacje uboczne, np. powstawanie gliceryny.Wedlug wynalazku mozna poddawac fermentacji rozmaite roztwory cukrów podlegajacych fermentacji. Szybkosc prze¬ miany jest zalezna od jakosci fermento¬ wanego materialu, lecz jest wieksza od szybkosci w dotychczas stosowanych spo¬ sobach fermentacji Poszczególne czesci urzadzenia, poda¬ ne w powyzszym przykladzie moga byc równiez zastapione innymi o takim samym dzialaniu. PL