CH186840A - Verfahren zur Belüftung von Flüssigkeiten, in denen sich mikrobiologische Prozesse abspielen. - Google Patents

Description

  Verfahren zur Belüftung von Flüssigkeiten, in denen sich mikrobiologische  Prozesse abspielen.    Viele mikrobiologische Prozesse werden  in der Technik unter Belüftung, das heisst  unter Zusatz von Luft ausgeführt. Das be  kannteste Beispiel hierfür ist wohl die Hefe  herstellung, die sich nur dann mit sehr guten  Hefeausbeuten ausführen lässt. wenn man  der gärenden Flüssigkeit eine sehr grosse  Menge Luft zusetzt. Man hat bereits auf  verschiedene Weisen versucht, um diese  grossen Luftmengen herumzukommen, unter  anderem dadurch, dass man die Luft durch  mit sehr feinen Poren versehene Steinzeug  platten in die Flüssigkeit     hineinpresste.    Nach  einem andern Verfahren presst man die Luft  mittels     Injektoren    in die gärende Flüssigkeit.

    Noch neuer ist der Vorschlag, die Feinver  teilung der Luft in der gärenden Flüssig  keit     mittels        eines    Rührwerkes zu bewirken.  



  Sämtliche der bisher     angewandten    Ver  fahren besitzen den Übelstand,     dass    ganz be  deutende Luftmengen zusammengepresst wer-    den müssen, was einen ausserordentlich hohen  Kraftverbrauch mit sich     bringt,    wodurch  die Herstellungskosten ungünstig beeinflusst  werden.  



  Es wurde     nun    gefunden, dass gegenüber  den bekannten Methoden ein Verfahren  wesentliche Vorteile bietet, wobei zur Belüf  tung von Flüssigkeiten, in denen sieh mikro  biologische Prozesse abspielen, eine Flüssig  keit in Luft vernebelt wird und die entstan  dene     Flüssigkeit-Luft-Dispersion        gesammelt          wird.        Es.zeigte    sich, dass man nach dieser  Methode in ganz     wirtschaftlicher        Weise,    das  heisst     mit        minimalem        Kraftverbrauch,    die  Luft in äusserst feiner Verteilung den zu be  lüftenden Flüssigkeiten zusetzen kann.

   Es  hat sich herausgestellt, dass man durch Ver  nebelung     Luft-Flüssigkeit-Suspensionen    gro  sser Haltbarkeit erhalten. kann, die, falls sie  den Flüssigkeiten, in     denen    sich zum Bei  spiel Gärungsreaktionen abspielen, zugesetzt      werden, infolge ihrer kleineren Blasengrösse  bewirken,     dass    die Luft länger festgehalten  wird und demzufolge ein höherer     Prozent-          .gatz    als bisher wirksam ausgenützt wird.  



  Die Vernebelung der Flüssigkeit führt  man am besten so aus,     dass    man die Flüssig  keit, die vernebelt werden soll, ein oder meh  rere Male durch eine oder mehrere ganz feine  Öffnungen in eine Luftatmosphäre presst  oder schleudert und alsdann die entstandenen  Suspensionen sammelt. Erforderlichenfalls  kann man dieses nochmals ein oder mehrere  Male derselben Einwirkung unterwerfen um  die     Luft-Flüssigkeit-Suspensionen    noch fei  ner zu machen.  



  Es ist selbstverständlich, dass man vor  zugsweise solche Flüssigkeiten der Vernebe  lung     unterwirft,    die haltbare     Luft-Flüssig-          keit-Suspensionen    geben. Solche finden sich  <B>zum</B> Beispiel unter den Flüssigkeiten, welche       normalerweise    bei den mikrobiologischen  Prozessen gebraucht werden. Ein Beispiel  hierfür ist die Melasse, aus der nach dem       beschriebenen    Verfahren haltbare Luftsus  pensionen erhalten werden können.

   Erforder  lichenfalls     verdünnt    man     .die    Melasse vor der  Vernebelung und/oder     unterwirft    sie einem       Reinigungsprozess,    um den     Vernebelungs-          prozess    zu erleichtern.

   Man kann weiter be  kannte     Stabilisatoren    zusetzen, zum Beispiel  Kohlehydrate, Zucker,     Glyzerine,    höhere  Alkohole     und    andere     Emulgatoren.    Dabei ist       natürlich    selbstverständlich, dass diese Stoffe  unter den bei     dembetreffenden    mikrobiologi  schen     Prozesseherrschenden        Bedingungen    die  sich abspielenden Reaktionen,     bezw.    die     Ver-          vielfältigung    oder -die Eigenschaften der       i#likröorganismen    nicht     beeinträchtigen.     



  Man hat weiter     gefunden,    dass. die Stabi  lität der     Luft-Flüssickeit-Suspensionen    auch  von der     Wasserstoffionenkonzentration    ab  hängig     ist,    so     dass    man die Vernebelung vor  zugsweise bei einer solchen Wasserstoff  ionenkonzentration ausführt, welche die Er  zielung der     stabilsten        Luft-Flüssigkeit-Sus-          pension    gewährleistet.  



  In .der Praxis wird man vorzugsweise  solche Flüssigkeiten dem Vernebelungspro-         zess    unterwerfen, die zu der Klasse der Stoffe  gehören, die schon aus andern Gründen der  Flüssigkeit, in der sich die mikrobiologischen  Prozesse abspielen, zugesetzt werden sollen.  sei es zur Ernährung oder     Vermehrung    der  Mikroorganismen, zur Regelung der Wasser  stoffionenkonzentration, zur Regelung der  Temperatur, der     Verdünnung,    usw. oder zu  einem oder mehreren dieser Zwecke. Bei der  Hefeherstellung kann man zum Beispiel vor  zugsweise als die zu vernebelnde Flüssigkeit  eine verdünnte oder     nichtverdünnte    oder vor  gereinigte Melasse nehmen.  



  Man kann auch .Stoffe, die, sei es zur Er  nährung oder Vermehrung der Mikroorganis  men oder zur Regelung der Wasserstoff  ionenkonzentration, das heisst, die im allge  meinen zur     Aufrechterhaltung    der     günstig-          sten    Bedingungen in der     Reaktionsflüssig-          keit    dienen, im voraus in den Flüssigkeiten,  die der Vernebelung     unterworfen    werden;  lösen.  



  Es ist auch möglich, von der Flüssigkeit,       in    der sich -die mikrobiologischen Reaktionen  abspielen, einen Teil abzutrennen., und den  selben, nachdem man ihn     gegebenenfalls     ganz oder teilweise von den Mikroorganismen  befreit hat, der Vernebelung zu     unterwerfen,     den Nebel zu sammeln und die Luftsuspen  sion der Reaktionsflüssigkeit aufs neue zu  zusetzen. Erforderlichenfalls behandelt man  nicht nur einen Teil, sondern die ganze Flüs  sigkeit in dieser Weise.  



  Man kann von der     Vernebelungsbehand-          lung    auch Gebrauch machen um     Stimula-          toren    für die mikrobiologischen Prozesse zu  zusetzen. dadurch,     dass,    man zum Beispiel der  Luft, in der die Vernebelung stattfindet,  Stoffe wie Chloroform oder     Toluol    oder or  ganische Säuren in kleineren     Mengen    zu  setzt, welche     derartig    gewählt sind,     dass,    sie  die mikrobiologischen Prozesse in     günstigem     Sinne beeinflussen.  



  Die zur Ausführung der Vernebelung  beispielsweise in Betracht kommende Appa  ratur ist in den     vorstehenden    Zeilen bereits  grundsätzlich skizziert.      Zur Durchführung der Vernebelung kann  man auch mit gutem Erfolg von einem  schnell drehenden zylindrischen Gefäss Ge  brauch machen. dessen zylindrische Wand  mit runden oder spaltförmigen, sehr feinen  Öffnungen versehen ist.  



  Man lässt die Flüssigkeit in dieses schnell  drehende Gefäss laufen; durch die     Zentrifu-.          galwirkung    wird die Flüssigkeit durch die  schmalen Öffnungen nach aussen geschleu  dert und dabei durch den Zusammenstoss mit  der Luft. in feine Bläschen zerschlagen, wo  durch Nebelteilchen entstehen, die aus mit  fein verteilter     Luft    beladenen     Flüssigkeits-          teilchen    bestehen. Die Grössenordnung dieser  Luftbläschen beträgt     14    mm bis einige     ,u.     Die Suspensionen haben ein     milchartiges    An  sehen und entmischen sich langsam.

   Wenn  man diese Suspension in einem Reagenzglas  sammelt, dauert es etwa eine halbe Minute,  bevor man auf dem Boden dieses Reagenz  glases eine Entmischung der     Suspension    in  Flüssigkeit, zum Beispiel Melasse, und Luft       beobachten    kann.  



  Wenn man in Betracht zieht,     dass.    bei der  Hefeherstellung die Flüssigkeitshöhe im  Gärungsgefäss oft 3 bis 4 Meter beträgt, so  ist es klar, dass die Luftblasen, die beispiels  weise der Flüssigkeit in der Form der be  schriebenen Suspension unten zugeführt wer  den, geraume Zeit brauchen, um die Flüssig  keitsoberfläche zu erreichen, und dadurch  mit viel grösserer Ausbeute nützlich wirksam  sein können als bei den üblichen Luftblasen.  die durch Einpressen von Luft in die Flüs  sigkeit erhalten werden, und die innerhalb  einiger Sekunden die Oberfläche der Gä  rungsflüssigkeit erreichen.  



       I?m    eine gute Verteilung der zugesetzten       Luft-Flüssigkeit-Suspensionen    in der gären  den Flüssigkeit zu erzielen, verwendet man       vorzugsweise    ein Rührwerk. Man kann diese  Verteilung aber auch dadurch vornehmen,  dass man relativ kleine Luftmengen durch  das Gemisch bläst. Die Luft braucht dabei  nicht fein verteilt zu werden, .da sie ledig  lich eine mechanische     Durchwirbelung    bewir  ken     müssen.  

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Belüftung von Flüssig keiten., in denen sich mikrobiologische Pro zesse abspielen, dadurch gekennzeichnet, dass eine Flüssigkeit in Luft vernebelt und die entstandene Flüssigkeit-Luft-Dispersion ge sammelt wird. UNTERANSPRüCHE: 1. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Flüssig keit-Luft-Dispersion erhalten wird da durch, dass man die Flüssigkeit wenig stens einmal durch wenigstens eine schmale Öffnung in einem-Raum presst, in dem Luft gegenwärtig ist und die mit Luft in fein verteiltem Zustande be ladenen Flüssigkeitsteilchen sammelt. 2.

   Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass, als Flüssigkeit, die zur Herstellung der Flüssigkeit-Luft- Dispersion verwendet wird, ganz oder teilweise die Flüssigkeit benutzt wird, in der sich der mikrobiologische Prozess abspielt. 3. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass als Flüssigkeit, die zur Herstellung der Flüssigkeit-Luft- Dispersion verwendet wird, ganz oder teilweise die Flüssigkeit benutzt wird, in der sich der mikrobiologische Prozess abspielt, nachdem man diese Flüssigkeit mindestens teilweise von Mikroorganis men befreit hat. 4.

   Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man die Flüssigkeit. die zurHerstellung .der Flüssigkeit-Luft- Dispersion verwendet wird, der Haupt masse der Flüssigkeit, in .der sich der mikrobiologische Prozess abspielt, ent zieht und sie nach Herstellung der Luft dispersion dieser Hauptmasse wieder zu führt. 5.

   Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man die Flüssig keit, die zur Herstellung der Flüssigkeit- Luft-Dispersion verwendet wird, der Hauptmasse der Flüssigkeit, in der sich der mikrobiologische Prozess abspielt, entzieht, sie mindestens teilweise von Mikroorganismen: befreit, sie zur Her stellung der Luftdispersion verwendet und daraufhin der Hauptmasse der Flüs sigkeit, in der sich der mikrobiologische Prozess abspielt, wieder zuführt. G.

   Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass, man die Dispersion herstellt durch wenigstens zweimaliges Vernebeln und wieder Sammeln einer Flüssigkeit. 7. Verfahren nach Patentanspruch, .dadurch gekennzeichnet, dass man die Dispersion herstellt durch Vernebeln und wieder Sammeln einer Flüssigkeit, welche zur Aufrechterhaltung der günstigsten Be dingungen in der Reaktionsflüssigkeit dient, und die Dispersion der Reaktions flüssigkeit zuführt.

   Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man die Dispersion herstellt durch Vernebeln und wieder Sammeln einer Flüssigkeit, der im vor aus Stoffe, die zur Aufrechterhaltung der günstigsten Bedingungen in der Reaktionsflüssigkeit dienen, zugesetzt wurden, und die Dispersion der Reak tionsflüssigkeit zuführt. 9. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man die Dispersion herstellt durch Vernebeln und wieder Sammeln einer Flüssigkeit, der minde stens ein Stoff, der die Stabilität der Luft - Flüssigkeit - Suspensionen erhöht, zugefügt wurde. 10.

   Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man die Dispersion herstellt durch Vernebeln und wieder Sammeln einer Flüssigkeit, die eine solche ZVasserstoffionenkonzentration hat, die den Luft-Flüssigkeit-Suspensionen eine grössere Stabilität verleiht.