Verfahren zur Gewinnung von Backhefe mit erhöhtem Trockensubstanzgehalt auf Saugfiltern Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von Bachhefe mit. erhöhtem Trok- kensubstanzgehalt auf Saugfiltern aus wässe rigen Hefesuspensionen.
In der Regel erfolgt die Entwässerung von Hefesuspensionen (Heferahm) in der Hefe industrie durch Abpressen der Hefe auf Fil terpressen unter hohem Druck (3 bis 12 Atm. Überdruck), um mit Sicherheit ein genügend trockenes und daher sicher verkaufsfähiges Produkt zu erhalten. Dieses Arbeitsverfahren hat den Nachteil, dass es nur diskontinuierlich ausgeführt werden kann und dass die auf den Filterpressen anfallende entwässerte Hefe in den meisten Fällen zu trocken isst, um eine zu verlässige Verformung (Pfunden) zu erlau ben, so dass ein weiterer Arbeitsgang, näm lich eine neuerliche Anfeuchtung mit Wasser vor der Verformung, erforderlich ist.
Ferner ist es beim Abpressen der Hefe auf Filter pressen schwierig, im laufenden Betrieb schnell und sicher gleichmässige und genaue Einstel lung des Gehaltes der abgepressten Hefe an Trockensubstanz und der Plastizität der abge pressten Hefe zu erzielen. Trotz dieser Nach teile der Hefegewinnung auf Filterpressen hat die Entwässerung von Hefe auf Saug filtern, insbesondere auf Drehfiltern, welche eine kontinuierliche Arbeitsweise gestatten, ein gleichmässigeres Produkt liefern und weni- ger Bedienungspersonal benötigen, nur in ge ringem Masse in die Technik eindringen kön nen.
Bei den viel geringeren, unter einer Atmosphäre liegenden Drucken, die auf Saug filtern erzielbar sind, erhält man eine Hefe mit zu hohem Wassergehalt bzw. zu geringem Trockensubstanzgehalt (im Durchschnitt 27,5% Trockensubstanzgehalt), so dass eine solche Hefe nur unter günstigen klimatischen Be dingungen verkäuflich ist. Die nach dieser Arbeitsweise gewonnene Hefe trocknet rasch ab und aus und wird dadurch unansehnlich; die Formlinge zeigen eine starke Schwitz- wasserbildung und dadurch bedingt ein Weich- und Runzligwerden der Einwickelpapiere und Verpackungskartons.
Nach einem andern bekannten Verfahren wird eine Erhöhung des Trockensubstanz gehaltes der Hefe in der Weise erreicht, dass der Heferahm vor der Filtration mit osmotiseh wirksamen Stoffen, wie z. B. Zucker, Koch salz, Natriiunsulfat, Kalziumchlorid und der gleichen, versetzt wird.
Durch den Zusatz der osmotisch wirksamen Stoffe wird der osmo- tische Druck des die Hefezellen umgebenden Hefewassers erhöht, wodurch Zellwasser aus den Hefezellen so lange austritt, bis im Innern der Zellen und in dem die Hefezellen um gebenden, mit osmotisch wirksamen Substan zen versetzten Hefewasser der gleiche osmo- tische Druck herrscht.
Die auf diese Weise hergestellte Hefesuspension, in der Hefezel len mit verringertem Zellwassergehalt vorlie gen, wird sodann in bekannter Weise von der Hauptmenge des die Hefezellen umgebenden Hefewassers getrennt. Die so erhaltene Hefe mit erhöhtem Trockensubstanzgehalt enthält aber ausserhalb der Hefezellen noch die gleiche Wassermenge wie eine nicht in der geschilder ten Weise mit osmotisch wirksamen Stoffen behandelte Hefe. Der die Zellen umgebende Wasseranteil ist lediglich von den Druck bedingungen bzw. Druckunterschieden ab hängig, welche beim Abpressen bzw. Absaugen des Hefewassers herrschen.
Da die für die Hefe charakteristischen Werte, wie Trocken grad, Griff und Plastizität, jedoch lediglich von der Wassermenge abhängig sind, die die Hefezellen umgibt, werden bei diesen Verfah ren ebenso ungünstige Plastizitäts- und Trok- kenheitseigenschalten erzielt wie bei den üblichen Trennverfahren, welche ohne vorher gehende, auf osmotischen Wirkungen beru hende Verfahrensschritte arbeiten. Die so her- gestellte Hefe hat jedoch gegenüber der nicht vorbehandelten Hefe den Nachteil, dass in dem Wasser, das die abgepressten Hefezellen umgibt, osmotisch wirksame Stoffe enthalten sind, wodurch eine derartige Hefe nur sehr beschränkt verwendbar ist.
Das Verfahren gemäss der vorliegenden Erfindung gestattet es, durch Entwässerung einer Hefesuspension auf Saugfiltern aller Art, also in kontinuierlicher Arbeitsweise, eine Backhefe zu erhalten, welche von den oben genannten Nachteilen frei ist und sich durch einen erhöhten Gehalt an Trockensubstanz sowie durch eine günstige (d. h. also vermin derte) Plastizität auszeichnet. Zugleich ge lingt es nach dem erfindungsgemässen Ver fahren, eine Backhefe von verbesserter Halt barkeit und höherem Trieb als bisher zu er halten. Das Verfahren gemäss der Erfindung kann auf allen Saugfilterapparaten durch geführt werden, so z.
B. auf Vakuumband filtern, Bandzellenfiltern, und dergleichen. Am geeignetsten haben sich jedoch Vakuum trommelfilter und insbesondere die von Rosen- quist entwickelten Drehsaugfilter und ähn liche Vakuumtrommnelfilter bewährt.' Das Verfahren gemäss der Erfindung be ruht auf folgenden Erwägungen: Für die Eigenschaften der aus einer Suspension (Hefe rahm) abgetrennten Hefe sind vor allem das Extrazellularwasser, das Intrazellularwasser und deren Summe, der Gesamtwassergehalt, massgebend. Unter Extrazellularwasser ist hier bei der Anteil des Wassers zu verstehen, der sich ausserhalb der Hefezellen befindet. Beim Heferahm ist es das Wasser bzw. die ver dünnte Würzelösung, in der die Zellen schwim men.
Bei der auf Filtern abgepressten, abge- nutschten und daran anschliessend pfundier- ten Hefe ist es der Anteil des Wassers, der sich in den engen Kapillaren, die von den mehr oder weniger dicht aneinanderliegenden Zellen gebildet werden, befindet. Von der Menge des Extrazellularwassers ist der Griff der Hefe abhängig. Die Menge des Extra- zellularwassers bestimmt demnach, ob sieh die Hefe bzw. der daraus hergestellte Formling (Hefepfund) feucht, klebrig, trocken, glatt oder samtig anfühlt. Ferner ist von der Menge des Extrazellularwassers auch die Plastizität der Hefe abhängig.
Das Intrazellularwasser ist der Anteil des Wassers, der sich innerhalb der Hefezellen befindet. Die Menge des Intrazellularwvassers kann dadurch verändert werden, dass man dis Hefezellen durch osmotisch wirksame Lö sungen beeinflusst. Bringt man die Hefezellen in eine Lösung, deren osmotischer Druck grö sser ist als der osmotische Druck ihres Zell- saftes, so tritt Wasser bzw.
Flüssigkeit aus dem Zellinnern in die Lösung über, in wel- eher die Zellen suspendiert sind (sogenannte Cytorrhyse oder Zellkontraktiön, vergleiche S. Windisch und C. Emders in Die Brauwelt 1946, Seiten 151 bis 220). Der Trocken3ub- stanzgehalt der cytorrhysierten Zellen steigt.
Ersetzt man nun die Lösung, die einen höhe ren osmotischen Druck hat, als dem osmoti- schen Druck des Zellsaftes entspricht, durch eine solche Lösung, deren osmotischer Druck geringer ist als der des Zellsaftes, z. B. durch Wasser, dann tritt aus der Lösung Wasser wieder in dlas Zellinnere ein.
Sowohl der osmo tisch bedingte Wasseraustritt aus den Hefe zellen als auch der Wasserrücktritt in die Hefezellen sind Vorgänge, die eine bestimmte Zeit. benötigen. Während die Menge des Extra zellularwassers für den Griff und die Plasti zität der geformten (gepfundeten) Hefe von auschlaggebender Bedeutung ist, hat die Menge des Intrazellularwassers auf diese Ei genschaften keinen wesentlichen Einfluss.
So wurde festgestellt, dass Hefepfunde aus stark cytorrhysierten Zellen, die man durch Zu gabe osmotisch wirksamer Stoffe zum Hefe rahm erhalten kann, bei oft sehr hohem Trok kensubstanzgehalt (33% Hefetrockensubstanz und darüber) sich gleich nass anfühlen wie Hefepfunde, die aus wenig oder nicht cytorr- hysierten Zellen bestehen, obwohl diese letz teren nur etwa 27,5%o Hefetrockensubstanz enthielten, wobei vom gleichen Heferahm aus gegangen und der gleiche Druck angewendet worden war.
In beiden Fällen ist nämlich der für den Griff und die Plastizität der Hefe massgebliche Gehalt an Extrazellularwasser der Hefepfunde (der nur von der beim Filter vorgang zur Anwendung gelangenden Druck differenz abhängt) gleich und nur der Intra zellularwassergehalt sehr verschieden. Dieser ist bei den cytorrhysierten Zellen wesentlich kleiner als bei den nicht eytorrhysierten Zel len. Der Gesamtwassergehalt als Summe von Extra- und Intrazellularwasser ist im Falle der aus eytorrhysierten Zellen bestehenden Hefepfunde auch entsprechend kleiner als bei Pfunden aus nicht eytorrhysierten Zellen.
Das Verfahren gemäss der Erfindung zur Gewinnung von Backhefe mit erhöhtem Trok- kensubstanzgehalt auf Saugfiltern, z. B. Va kuumtrommelfiltern, aus wässerigen Hefesus pensionen, ist dadurch gekennzeichnet, dass man die wässerige Suspension der Hefe mit osmotisch wirksamen Substanzen versetzt, die einen Austritt vom Intrazellularwasser aus den Zellen bewirken, dass man die Suspension der in dieser Weise eytorrhysierten Hefezel len auf das Saugfilter bringt und auf diesem in der gebildeten Schicht der Hefe das wässe- rige, die osmotisch wirksamen Stoffe enthal tende Extrazellularwasser,
dessen Menge von der am Saugfilter angewendeten Druckdiffe renz abhängt, durch eine Flüssigkeit ver drängt, deren osmotischer Druck niedriger ist als der des Zellsaftes, wobei die Verdrän gung des die osmotisch wirksamen Stoffe ent haltenden Extrazellularwassers so gesteuert wird, dass die Verdrängung beendet ist, bevor die Wiederaufnahme von Wasser in Form von Intrazellularwasser durch die Zellen vollendet ist, und dass alsdann die von den osmotisch wirksamen Stoffen befreite Hefeschicht der weiteren Einwirkung der Druckdifferenz auf dem Saugfilter unterworfen wird, wobei durch Aufnahme von Extrazellularwasser durch die Hefezellen eine Abnahme des Extrazellular wassergehaltes unter den durch die Druck differenz bedingten Wert eintritt.
Es kommt also nach der dem Waschen folgenden neuerlichen Einstellung der der Druckdifferenz entsprechenden Menge Extra zellularwasser in der Hefeschicht bei nunmehr gleichbleibendem Gesamtwassergehalt zu einer Vermehrung des Intrazellularwassergehaltes der Zellen auf Kosten des zwischen ihnen befindlichen Extrazellularwassers.
Während bisher die Menge des Extra zellularwassers einer auf einem Saugfilter ab- genutschten Hefeschicht und damit ihr Griff und ihre Plastizität im wesentlichen lediglich durch die beim Filtervorgang angewendete Druckdifferenz beeinflusst wurde, gelingt es mit, Hilfe des Verfahrens gemäss der Erfin dung, den Gehalt an Extrazellularwasser un ter .den der .Druckdifferenz entsprechenden Wert zu senken, und zwar je nach den Erfor dernissen mehr oder weniger.
. Zur Ausführung das Verfahrens geht man zweckmässig wie folgt vor: Man versetzt zu nächst den Heferahm mit einer osinotisch hochwirksamen Substanz, wie Kochsalz, so d@ass der osmotische Druck des Extrazellularwas- sers grösser wird,
als der osmotische Druck des Zellsaftes der Hefezellen. Zufolge des Unter schiedes im osmotischen Druck erfolgt der Flüssigkeitsaustritt aus den Hefezellen. Man überlässt die Suspension sich selbst, bis der Wasseraustritt entprechend der osmotischen Druckdifferenz praktisch vollständig beendet ist, was nach einigen Minuten der Fall ist. Den so vorbehandelten Heferahm bringt man nunmehr auf den Saugfilter, z.
B. ein Vakuum drehfilter, auf welchem es zunächst zur Bil dung einer Hefeschicht mit einem von den Bedingungen abhängigen ganz bestimmten Ge halt an Extrazellulalrwasser und einem durch letzteres bedingten ganz bestimmten Griff kommt. Die Kapillarräume dieser Hefeschicht sind mit osmotisch wirksamen Extrazellular wasser erfüllt, dessen Menge der am Dreh filter zur Anwendung kommenden Druck differenz entspricht. Nun wäscht man diese Hefeschicht möglichst kurz mit Wasser, vor zugsweise Leituugswasser, dessen osmotischer Druck niedriger als der osmotische Druck des Zellsaftes der Hefezellen ist.
Durch diesen Auswaschvorgang wird die in den Kapillaren der Hefeschicht befindliche, osmotisch hoch wirksame Flüssigkeit durch eine osmotisch weniger wirksame verdrängt, wobei sofort der Wiedereintritt von Wasser in die Hefezellen beginnt, der so lange andauert, bis sich der dem osmotischen Druck des Auswaschmittels, also Wasser, entsprechende Intrazellularwas sergehalt der Hefezellen eingestellt hat. Sowohl der erste Vorgang (Verdrängung der osmo tisch hochwirksamen Lösung durch den Aus waschvorgang) als auch der zweite (Wieder eintritt von Wasser in die Zellen) benötigt eine ganz bestimmte Zeit.
Es kommt nun darauf an, den Verdrän gungsvorgang so zu steuern, dass er vor der vollständigen Wiederaufnahme des Wassers durch die Hefezellen, die sogleich in Berüh rung mit dem Waschwasser, das zur Verdrän gung des kochsalzhaltigen Wassers verwendet wird, beginnt, beendet ist. Dieses Ziel kann durch, die Regelung der Intensität der Wa schung in Abhängigkeit von der Schichtdicke der am Filter abgesetzten Hefe und durch Be messung der Einwirkungsdauer auf Grund weniger Versuche leicht erreicht werden. Nach Bewegung des Filters mit der Hefeschicht aus der Auswaschzone, bei Verwendung eines Trommel- bzw.
Drehfilters nach der Drehung der Trommel aus der Auswaschzone, wird das Extrazellularwasser zum Teil zufolge der durch düs Vakuum bedingten weiterarbeiten den Druckdifferenz abgesaugt, zum Teil aber von den Hefezellen aufgesaugt, so dass die Menge des Extrazellulärwassers durch die Auf nahme als Intrazellularwasser durch die Hefe zellen weiter vermindert wird, ohne dass je doch so viel Wasser von den Hefezellen intra zellular aufgenommen wird, wie die Hefe ohne Behandlung mit den osmotischen Mitteln un ter gleichen Bedingungen enthielte.
Es ist von wesentlicher Bedeutung, dass die Verdrängung des die osmotisch wirksamen Stoffe enthal tenden Extrazellularwassers durch eine Flüs sigkeit mit niedrigerem osmotischem Druck, wie Wasser, in kürzerer Zeit durchgeführt wird, als die vollständige Wiederaufnahme von Wasser durch die Hefezellen dauern würde.
Die für die Verdrängung des die osmotisch wirksamen Stoffe enthaltenden Extrazellularwassers aufzuwendende Zeit ist nach Sekunden zu bemessen und beträgt, je nach der Dicke der Hefeschicht, in vielen Fällen nur 0,5 bis 1,5 .Sekunden. Die Aus waschung erfolgt vorteilhafterweise nur auf einer verhältnismässig schmalen Zone der Fil terfläche (bzw. des Trommelumfanges:).
Würde noch während des Verdrängungsvorganges, also während des Auswaschens der Hefe schicht., die Wiederaufnahme des Wassers durch die Rückcytorrhyse beendet sein, also die Dauer der Auswaschzeit so lange währen, wie die Hefezellen zur vollständigen Rück- cytorrhyse benötigen,
so würden die Hefe zellen nachfolgend kein Extrazellularwasser mehr aufsaugen können und das Endprodukt würde in diesem Falle die der Druckdifferenz am Filter entsprechende Menge Extra.zellular- wasser aufweisen, so dass der angestrebte Er folg einer Verminderung des Extrazellular- und Gesamtwassergehaltes nicht erreicht wer den würde.
Da aber bei dem Verfahren gemäss der Erfindung die Hefe eilten Teil des der Druckdifferenz entsprechenden Extrazellular- wassens aufsaugt, ergibt sich hieraus eine Ver besserung des Griffes und der Plastizität.. Man gewinnt daher auf Sangfiltern eine Backhefe, die in jeder Hinsicht der Hefequalität ent spricht, die man bei Anwendung der bisher in der Hefeindustrie üblichen Filterpressen erhält. Überdies kann man bei Anwendung des Verfahrens gemäss der Erfindung Hefe von einem Trockensubstanzgehalt von 29 bis 33%o und selbst noch höheren Gehaltes an Trockensubstanz, z.
B. 37,5 % und darüber, gewinnen, so dass selbst ein höherer Gehalt an Trockensubstanz erzielbar ist, als der Trockensubstanzgehalt von auf Filterpressen bei hohem Druck abgepresster Hefe beträgt. Durch die Bemessung des Zusatzes an osmo tisch wirkenden Stoffen und durch die Steue rung der Waschbehandlung ergibt sich also die Möglichkeit, Griff, Plastizität und Trok- kensubstanzgehalt der Backhefe in weiten Grenzen planmässig auf gewünschte Werte einzustellen.
Als osmotisch wirksamer Stoff kommt we gen seiner Billigkeit vor allem Kochsalz in Betracht. Es können aber auch andere osmo tisch wirkende Elektrolyte, wie beispielsweise Glaubersalz, oder auch Nichtelektrolyte, wie Alkohole, zur Herbeiführung der Cytorrhyse der Zellen verwendet werden. <I>Beispiel</I> Zur Abseheidung der Hefe aus dem wie unten beschrieben behandelten Heferahm wurde ein Vakuumtrommelfilter bekannter Bauart verwendet, wie es in der Zeichnung (Fig.l) schematisch dargestellt ist. Das Fil ter besteht aus der doppelwandigen Trommel 1, deren äussere Wandung perforiert ist und die mit einem Filtertuch belegt ist. Die Trom mel wird durch die Hohlwelle 3 bewegt, die mit der Trommelwandung durch die Hohl speichen 4 verbunden ist.
Das Vakuum wird durch die Vakuumpumpe 5 erzeugt, die mit der Hohlwelle durch die Saugleitung 6 ver bunden ist. Der untere Teil der Trommel durchwandert bei seiner Drehung eine Wanne 7, welcher der Heferahm durch eine Druck leitung 8 aus dem Lagertank zugeführt wird. Zur Regeluing der Schichtdicke der auf der Trommel gebildeten Hefeschicht dient der Ab- streifer 9, zur Abnahme der behandelten Hefe das Abschermesser 10. Die Hefeschicht ist mit 11 bezeichnet. Es sind ferner Sprühdüsen 12 und 13 vorgesehen, welche es gestatten, die frisch gebildete Hefeschicht auf einem be schränkten Teil des Trommelumfanges mit Wasser in geregelter Menge zu besprühen.
Der Durchmesser der Filtertrommel betrug bei der in der Praxis durchgeführten Arbeits weise 2000 mm, die Breite der Filtertrommel 1250 mm, die gesamte Filterfläche 7,23 m2. Die wirksame Druckdifferenz betrug 710 mm Hg (etwa 0,9 at).
100 hl Heferahm (1 hl Heferahm etwa 18 kg Hefetrockensubstanz enthaltend) wer den im Lagertank bei laufendem Rührwerk mit 5 hl Kochsalzlösung, welche 78,8 kg NaCl enthielten, versetzt (100 hl Heferahm + 5 hl Kochsalzlösung = 105 hl Flüssigkeit; davon 0,75% = 78,8 kg NaCl). Diese Salzzugabe ent spricht 0,75 kg NaCl pro Hektoliter des Hefe- rahmes. Der Wasseraustritt aus den Zellen (Cytorrhyse) tritt rasch ein und ist in weni gen Minuten beendet, so dass der Heferahm schon etwa 5 Minuten nach Zusatz der Koch salzlösung der Wanne 7 des Trommelfilters kontinuierlich zugeführt werden kann. Man kann aber den so behandelten Heferahmu auch einige Tage, z. B. 3 bis 4 Tage, lagern. Die Zuführung des Heferahmes zur Wanne des Filters erfolgt zweckmässig bei 14 bis 16 C.
Auf der Filtertrommel, die sich mit einer Um drehungszahl von acht Umdrehungen in der Minute dreht, bildet sich eine Hefeschicht im Abschnitt A der Filtertrommel, die durch den Abstreifer 9 auf eine Schichtdicke von rund 0,3 min eingestellt ist. Diese Hefeschicht besteht zunächst aus voll cytorrhysierten Hefe zellen und dem kochsalzhaltigen Extrazellular wasser.
Obwohl eine Probe dieser Hefeschicht einen geringeren Wassergesamtgehalt, also einen hohen Trockensubstanzgehalt, zeigt (hier 30,5 /0), fühlt ,sie sich vollständig nass an, da ihr Extrazellularwassergehalt der am Dreh filter wirksamen Druckdifferenz (hier etwa 0,9 at:) entspricht, während der Intrazellula.r- wassergehalt niedrig ist.
Durch die Drehung der Trommel gelangt die Hefeschicht fort- laufend in den Bereich des Abschnittes B der Trommel, in welchem Bereich sie mit Wasser aus den Düsen 12 und 13 besprüht wird. Die besprühte Fläche beträgt 0,77 m2 (das ist 11%o der gesamten Filterfläche), die zugeführte Wassermenge 480 Liter pro Stunde oder 0,5 Liter pro 1 kg Hefe von einem Trok- kemmbstanzgehalt von 29,7%. Die Zeit, wäh rend welcher die Hefeschicht im Abschnitt B mit Wasser besprüht wird, beträgt 0,8 bis 1 Sekunde. Während des Besprühens mit Was ser tritt eine Rückeytorrhyse, also eine Wie deraufnahme von Wasser durch die in ihrem osmotischen Gleichgewicht gestörten Zellen ein, wobei ein Teildes aufgesprühten Wassers von den Hefezellen aufgenommen wird.
Der Wiedereintritt von Wasser ist jedoch noch nicht beendet, wenn die nunmehr salzfreie Hefeschicht durch die Drehung der Filter trommel in den Abschnitt C gelangt, in wel chem sie während der weiteren Umdrehung der Trommel noch 3,2 Sekunden verbleibt, worauf sie dann vom Abschermesser 10 abge streift und der Verformungs-(Pfundier-)ma- schine zugeführt wird. Im Abschnitt C neh men die Zellen bereits in der Zeit Extrazellu larwasser auf, in der sich die der herrschen den Druckdifferenz entsprechende Menge von Extrazellularwasser einstellt.
Von diesem Zeit punkt an ändert sich der Gesamtwassergehalt der Hefeschicht, d. h. much ihr Trockensub stanzgehalt (im angeführten Beispiel beträgt er 29,7%) nicht mehr, doch findet nunmehr eine Verschiebung von Wasser innerhalb der Hefeschicht statt, indem infolge der weiter verlaufenden Rückcytorrhyse eine weitere Wasseraufnähme durch die Hefezellen statt findet, Lind, daher der Intrazellularwasserge halt der Hefezellen erhöht, der Extrazellular wassergehalt der Hefeschichte und die davon abhängige Plastizität aber erniedrigt wird. Auch in der vom Abschermesser des Trommel filters abgenommenen Hefe macht sich noch der Aufsaugeffekt des Extrazellularwassers geltend.
Wenn man unmittelbar am Messer des Trommelfilters Hefe abnimmt und diese in der Hand knetet, bemerkt man deutlich ein Trockenwerden der Hefe, verbunden mit einer entsprechenden Piastizitätsabnahme, was auf den weiterwirkenden Aufsaugungseffekt durch Aufnahme von Extrazellularwasser durch die Hefezellen und die dementspre chende Erhöhung des Intrazellularwasserge haltes zurückzuführen ist. Entnimmt man 5 Minuten nach demn Abheben der Hefe vom Filter durch das Abschermesser 10 eine Probe, so zeigt die so behandelte Hefe einen Gehalt an Trockensubstanz von 29,7%o und eine Pla stizität von 3,10 mm Einsinktiefe eines Probe körpers innerhalb von 2 Minuten.
Um zu einer richtigen Beurteilung der durch Anwendung des Verfahrens erzielbaren Verbesserung der Hefequalität, insbesondere im Hinblick auf die Trockensubstanzzunahme und Plastizität, zu gelangen, wurde der gleiche Heferahm, je doch ohne Salzzugabe, auf dem gleichen Trom melfilter unter den gleichen Bedingungen be handelt. Die so erhaltene Hefe besass einen Gehalt an Trockensubstanz von nur 27,8%. Die Plastizität dieser Hefeprobe ist bei An- wendulng derselben Messmethode 6,69 mm Ein sinktiefe. Demnach beträgt die nach dem vor liegenden Beispiel erreichte Trockensubstanz zunahme 1,9 % und die Plastizitätsabnahme 3,59 mm.
Die durch Salzzugabe mit nachfolgendem Auswaschen erzeugte Hefe fühlt sich wesent lich trockener an als die aus unbehandeltem Heferahm gewonnene Hefe, was auf die Trok- kensubstanzzunahme,verbunden mit der durch das Verfahren gemäss der Erfindung beding ten Abnahme des Extrazellulaiwassers, zu- riickzuführen ist.
Die Erhöhung des Trockensubstanzgehal- tes, die nach dem Beispiel bei Zusatz von 0,75 kg Kochsalz pro Hektoliter eines bestimm- ten Heferahms 1,9% beträgt, ist von der Menge des Kochsalzzusatzes (oder von andern osmotisch wirksamen Substanzen) zum Hefe rahm abhängig.
In Fig. 2 ist durch die voll ausgezogene Kurve die Abhängigkeit der Zu nahme des Trockensubstanzgehaltes von der Menge des dem Heferahm zugesetzten Koch salzes dargestellt. Auf der Abszisse ist in dem Diagramm die dem Heferahm zugesetzte Koch- Salzmenge in kg NaCl pro Hektoliter Hefe rahm und auf der Ordinate die prozentuale Erhöhung des Trockensubstanzgehaltes der vom Filter abgenommenen Hefe aufgetragen.
Man ersieht daraus, dass die Zunahme des prozentualen Trockensmbstanzgehaltes der er haltenen Hefe bis zu einem Gehalt des Hefe- rahmes an etwa 0,6 kg NaCl pro Hektoliter Heferahm der verwendeten Kochsalzmenge direkt proportional ist. Man hat es somit bei dem Verfahren gemäss der Erfindung in einem weiten Bereich in der Hand, den Trockensub stanzgehalt der Hefe durch den Zusatz an Kochsalz auf einen gewünschten Wert einzu stellen.
Die striehlierte Kurve in Fig. 2 zeigt die Abhängigkeit der Plastizität einer geformten (gepfundeten) Backhefe gleichfalls in Ab hängigkeit von dem Kochsalzzusatz zum Hefe rahm, wobei auf der Abszisse die Menge des Kochsalzes in kg NaCl pro Hektoliter Hefe rahm, auf der Ordinate ein Mass für die Plastizität angegeben ist.
Die für die Plasti zität angegebenen Werte wurden mit einem an sich bekannten Plastizitätsmesser durch Bestimmung der Einsinktiefe eines Prüfge wichtes von 162,6 g in die unter stets gleichen Bedingungen hergestellten Hefeformlinge (Hefepfunde) nach 2 Minuten gemessen. Die gestrichelte Kurve zeig, dass die Abnahme (Verbesserung) der Plastizität der dem Hefe rahm zugesetzten Menge an Kochsalz bis etwa 0,8 kg NaCl pro Hektoliter direkt proportional ist, so dass einer Erhöhung des Trockensub stanzgehaltes stets auch eine erwünschte Ab nahme der Plastizität entspricht.
Versuche mit Heferahm verschiedener Erzeugung haben ferner gezeigt, dass die den beiden Kurven zugrunde liegenden Werte nur wenig streuen und daher die dargestellten Abhängigkeiten für Heferahm im allgemeinen gelten.
Method for the production of baker's yeast with increased dry matter content on suction filters The invention relates to a method for the production of baker's yeast with. increased dry matter content on suction filters from aqueous yeast suspensions.
As a rule, yeast suspensions (yeast cream) are dehydrated in the yeast industry by pressing the yeast on filter presses under high pressure (3 to 12 atmospheres overpressure) in order to ensure that the product is sufficiently dry and therefore safe to sell. This working method has the disadvantage that it can only be carried out discontinuously and that the dehydrated yeast accumulating on the filter presses is in most cases too dry to allow a reliable deformation (pounds), so that a further operation, namely Lich renewed moistening with water before deformation is required.
Furthermore, when the yeast is pressed onto a filter, it is difficult to quickly and reliably achieve a uniform and precise setting of the dry matter content of the pressed yeast and the plasticity of the pressed yeast during operation. Despite these disadvantages of yeast extraction on filter presses, the dewatering of yeast on suction filters, especially on rotary filters, which allow continuous operation, deliver a more uniform product and require fewer operating personnel, can only penetrate the technology to a small extent.
With the much lower, sub-atmosphere pressures that can be achieved on suction filters, you get a yeast with too high a water content or too low a dry matter content (on average 27.5% dry matter content), so that such a yeast only under favorable climatic conditions Conditions is negotiable. The yeast obtained in this way dries quickly and becomes unsightly; the briquettes show strong condensation and, as a result, the wrapping papers and packaging boxes become soft and wrinkled.
According to another known method, an increase in the dry matter content of the yeast is achieved in such a way that the yeast cream before filtration with osmotically active substances, such as. B. sugar, cooking salt, sodium sulfate, calcium chloride and the like is added.
By adding the osmotically active substances, the osmotic pressure of the yeast water surrounding the yeast cells is increased, causing cell water to escape from the yeast cells until the yeast water inside the cells and in the yeast cells surrounding the yeast cells is mixed with osmotically active substances the same osmotic pressure prevails.
The yeast suspension produced in this way, in which the yeast cells have a reduced cell water content, is then separated in a known manner from the main amount of the yeast water surrounding the yeast cells. The yeast thus obtained with an increased dry matter content, however, still contains the same amount of water outside the yeast cells as a yeast which has not been treated with osmotically active substances in the manner described. The amount of water surrounding the cells is only dependent on the pressure conditions or pressure differences that prevail when the yeast water is pressed or sucked off.
Since the values characteristic of the yeast, such as degree of dryness, handle and plasticity, are only dependent on the amount of water that surrounds the yeast cells, these methods achieve just as unfavorable plasticity and dryness properties as with the usual separation methods work without prior process steps based on osmotic effects. However, the yeast produced in this way has the disadvantage compared to the yeast that has not been pretreated that osmotically active substances are contained in the water that surrounds the pressed yeast cells, so that such a yeast can only be used to a very limited extent.
The method according to the present invention makes it possible to obtain baker's yeast by dewatering a yeast suspension on suction filters of all kinds, i.e. in continuous operation, which is free from the above-mentioned disadvantages and is characterized by an increased content of dry matter and a favorable (ie i.e. reduced) plasticity. At the same time ge it succeeds after the inventive method, a baker's yeast of improved holdability and higher shoot than before to he hold. The method according to the invention can be carried out on all suction filter devices, such.
B. filter on vacuum belt, belt cell filters, and the like. However, vacuum drum filters and especially the rotary suction filters and similar vacuum drum filters developed by Rosenquist have proven to be the most suitable. ' The method according to the invention is based on the following considerations: For the properties of the yeast separated from a suspension (yeast cream), the extracellular water, the intracellular water and their sum, the total water content, are decisive. Extracellular water is to be understood here as the proportion of water that is outside the yeast cells. With yeast cream, it is the water or the diluted seasoning solution in which the cells swim.
In the case of the yeast pressed on filters, suction filtered and then pounded, it is the portion of the water that is in the narrow capillaries that are formed by the more or less closely spaced cells. The grip of the yeast depends on the amount of extracellular water. The amount of extracellular water therefore determines whether the yeast or the molded product (yeast pound) made from it feels moist, sticky, dry, smooth or velvety. The plasticity of the yeast also depends on the amount of extracellular water.
The intracellular water is the portion of the water that is inside the yeast cells. The amount of intracellular water can be changed by influencing the yeast cells with osmotically effective solutions. If the yeast cells are placed in a solution whose osmotic pressure is greater than the osmotic pressure of their cell sap, water resp.
Liquid from the inside of the cell into the solution in which the cells are suspended (so-called cytorrhysis or cell contracting, compare S. Windisch and C. Emders in Die Brauwelt 1946, pages 151 to 220). The dry matter content of the cytorrhysed cells increases.
If you now replace the solution, which has a higher osmotic pressure than the osmotic pressure of the cell sap, by a solution whose osmotic pressure is lower than that of the cell sap, e.g. B. by water, then water re-enters the cell interior from the solution.
Both the osmotic water leakage from the yeast cells and the water regress into the yeast cells are processes that take a certain time. need. While the amount of extra cellular water is of crucial importance for the grip and plasticity of the formed (pounded) yeast, the amount of intracellular water has no significant influence on these properties.
It was found that yeast pounds from heavily cytorrhysed cells, which can be obtained by adding osmotically active substances to the yeast cream, often with a very high dry substance content (33% yeast dry matter and above) feel as wet as yeast pounds that are made from little or not cytorrhoidal cells exist, although the latter only contained about 27.5% dry yeast substance, starting from the same yeast cream and applying the same pressure.
In both cases, the content of extracellular water in the yeast pounds, which is decisive for the grip and plasticity of the yeast (which only depends on the pressure difference applied during the filtering process) is the same and only the intracellular water content is very different. This is much smaller in the cytorrhysed cells than in the non-eytorrhysed cells. The total water content as the sum of extra and intracellular water is correspondingly smaller in the case of pounds of yeast consisting of eytorrhysed cells than in the case of pounds of non-eytorrhysed cells.
The method according to the invention for the production of baker's yeast with increased dry substance content on suction filters, eg. B. Vacuum drum filters, from aqueous Hefesus pensions, is characterized in that the aqueous suspension of the yeast is mixed with osmotically active substances that cause intracellular water to escape from the cells, that the suspension of the yeast cells eytorrhysed in this way is transferred to the Suction filter brings and on this in the yeast layer formed the aqueous extracellular water containing the osmotically active substances,
the amount of which depends on the pressure difference applied to the suction filter, is displaced by a liquid whose osmotic pressure is lower than that of the cell sap, whereby the displacement of the extracellular water containing the osmotically active substances is controlled in such a way that the displacement is terminated before the re-uptake of water in the form of intracellular water by the cells is complete, and that then the yeast layer freed from the osmotically active substances is subjected to the further action of the pressure difference on the suction filter, with a decrease in the extracellular water content due to the uptake of extracellular water by the yeast cells the value caused by the pressure difference occurs.
After the washing process, the amount of extra cellular water in the yeast layer corresponding to the pressure difference is set again, while the total water content now remains constant, the intracellular water content of the cells increases at the expense of the extracellular water between them.
While the amount of extra cellular water of a yeast layer sucked off on a suction filter and thus its grip and plasticity was essentially only influenced by the pressure difference applied during the filtering process, the extracellular water content is achieved with the help of the method according to the invention lower the value corresponding to the .pressure difference, more or less depending on the requirements.
. To carry out the process, one proceeds appropriately as follows: First, the yeast cream is mixed with an osinotically highly effective substance, such as table salt, so that the osmotic pressure of the extracellular water increases,
than the osmotic pressure of the cell sap of the yeast cells. As a result of the difference in osmotic pressure, the liquid escapes from the yeast cells. The suspension is left to its own devices until the escape of water, corresponding to the osmotic pressure difference, is practically complete, which is the case after a few minutes. The so pretreated yeast cream is now placed on the suction filter, e.g.
B. a vacuum rotary filter, on which it comes first to the formation of a yeast layer with a dependent on the conditions very specific Ge content of extracellular water and a specific handle caused by the latter. The capillary spaces of this yeast layer are filled with osmotically effective extracellular water, the amount of which corresponds to the pressure difference applied to the rotary filter. Now this yeast layer is washed as briefly as possible with water, preferably in front of Leituugswasser, the osmotic pressure of which is lower than the osmotic pressure of the cell sap of the yeast cells.
As a result of this washing out process, the osmotically highly effective liquid in the capillaries of the yeast layer is displaced by an osmotically less effective liquid, with the re-entry of water into the yeast cells immediately beginning, which lasts until the osmotic pressure of the washout agent, i.e. water, begins has adjusted the corresponding intracellular water content of the yeast cells. Both the first process (displacement of the osmo-tically highly effective solution through the washing process) and the second (re-entry of water into the cells) take a very specific time.
It is now a matter of controlling the displacement process in such a way that it ends before the yeast cells take up the water again, which begins immediately in contact with the washing water that is used to displace the saline water. This goal can easily be achieved by regulating the intensity of the washing as a function of the layer thickness of the yeast deposited on the filter and by measuring the exposure time due to fewer attempts. After moving the filter with the yeast layer out of the wash-out zone, when using a drum or
Rotary filter after the rotation of the drum from the wash-out zone, the extracellular water is partly sucked off due to the pressure difference caused by the vacuum, but partly sucked up by the yeast cells, so that the amount of extracellular water is absorbed as intracellular water by the yeast cells is further reduced without, however, as much water being taken up intracellularly by the yeast cells as the yeast would contain without treatment with the osmotic agents under the same conditions.
It is essential that the displacement of the extracellular water containing the osmotically active substances by a liquid with a lower osmotic pressure, such as water, is carried out in a shorter time than the complete re-absorption of water by the yeast cells would take.
The time to be expended for the displacement of the extracellular water containing the osmotically active substances is measured in seconds and, depending on the thickness of the yeast layer, is in many cases only 0.5 to 1.5 seconds. The washing takes place advantageously only on a relatively narrow zone of the filter surface (or the drum circumference :).
If during the displacement process, i.e. during the washing out of the yeast layer, the re-uptake of the water by the back cytorrhysis would be ended, i.e. the duration of the washing out time would last as long as the yeast cells need for complete back cytorrhysis,
the yeast cells would then no longer be able to absorb extracellular water and in this case the end product would have the amount of extracellular water corresponding to the pressure difference on the filter, so that the desired success of reducing the extracellular and total water content would not be achieved .
Since, however, in the method according to the invention the yeast quickly absorbs part of the extracellular water corresponding to the pressure difference, this results in an improvement in the handle and the plasticity. A baker's yeast is therefore obtained on Sang filters which corresponds to the yeast quality in every respect obtained by using the filter presses commonly used in the yeast industry. In addition, when using the method according to the invention, yeast can have a dry matter content of 29 to 33% o and even higher dry matter content, e.g.
B. 37.5% and above, win, so that even a higher dry matter content can be achieved than the dry matter content of yeast pressed on filter presses at high pressure. By measuring the addition of osmotic substances and by controlling the washing treatment, it is possible to set the handle, plasticity and dry matter content of the baker's yeast to the desired values within wide limits.
As an osmotically active substance, table salt in particular comes into consideration because of its cheapness. However, other electrolytes with an osmotic effect, such as Glauber's salt, or non-electrolytes, such as alcohols, can also be used to induce cytorrhysis of the cells. <I> Example </I> To separate the yeast from the yeast cream treated as described below, a vacuum drum filter of known design was used, as is shown schematically in the drawing (Fig.l). The Fil ter consists of the double-walled drum 1, the outer wall of which is perforated and which is covered with a filter cloth. The drum is moved through the hollow shaft 3, which is connected to the drum wall by the hollow spokes 4.
The vacuum is generated by the vacuum pump 5, which is ver with the hollow shaft through the suction line 6 connected. The lower part of the drum wanders through a tub 7 as it rotates, to which the yeast cream is fed through a pressure line 8 from the storage tank. The scraper 9 is used to regulate the thickness of the yeast layer formed on the drum, and the shearing knife 10 is used to remove the treated yeast. The yeast layer is denoted by 11. There are also spray nozzles 12 and 13 provided, which allow the freshly formed yeast layer to be sprayed on a limited part of the drum circumference with water in a controlled amount.
The diameter of the filter drum was 2000 mm in practice, the width of the filter drum 1250 mm, the total filter area 7.23 m2. The effective pressure difference was 710 mm Hg (about 0.9 at).
100 hl yeast cream (1 hl yeast cream containing about 18 kg dry yeast substance) are added to the storage tank with the agitator running with 5 hl saline solution, which contained 78.8 kg NaCl (100 hl yeast cream + 5 hl saline solution = 105 hl liquid; 75% = 78.8 kg NaCl). This addition of salt corresponds to 0.75 kg NaCl per hectolitre of the yeast cream. The leakage of water from the cells (cytorrhysis) occurs quickly and is completed in a few minutes, so that the yeast cream can be continuously fed to the tub 7 of the drum filter just 5 minutes after the addition of the saline solution. But you can use the so treated Heferahmu for a few days, e.g. B. 3 to 4 days, store. The feeding of the yeast cream to the tank of the filter is best done at 14 to 16 C.
On the filter drum, which rotates at a speed of eight revolutions per minute, a yeast layer forms in section A of the filter drum, which is set by the scraper 9 to a layer thickness of around 0.3 min. This yeast layer consists initially of fully cytorrhized yeast cells and the saline extracellular water.
Although a sample of this yeast layer shows a lower total water content, i.e. a high dry matter content (here 30.5 / 0), it feels completely wet because its extracellular water content corresponds to the pressure difference effective on the rotary filter (here about 0.9 at :) while the intracellular water content is low.
As a result of the rotation of the drum, the yeast layer continuously reaches the area of section B of the drum, in which area it is sprayed with water from the nozzles 12 and 13. The sprayed area is 0.77 m2 (that is 11% of the total filter area), the amount of water supplied is 480 liters per hour or 0.5 liters per 1 kg of yeast with a dry matter content of 29.7%. The time during which the yeast layer in section B is sprayed with water is 0.8 to 1 second. During the spraying with water, reeytorrhysis occurs, i.e. a re-uptake of water by the cells whose osmotic equilibrium is disturbed, with part of the sprayed water being taken up by the yeast cells.
However, the re-entry of water has not yet ended when the now salt-free yeast layer gets into section C as a result of the rotation of the filter drum, in which it remains for 3.2 seconds during the further rotation of the drum, whereupon it is then removed by the shear blade 10 stripped off and fed to the forming (pounding) machine. In section C, the cells take in extracellular water at the same time as the amount of extracellular water corresponding to the prevailing pressure difference.
From this point on, the total water content of the yeast layer changes; H. Much their dry matter content (in the example given it is 29.7%) no longer, but now there is a shift of water within the yeast layer, as the yeast cells continue to absorb water as the back cytorrhysis continues, and hence the intracellular water volume The hold of the yeast cells is increased, but the extracellular water content of the yeast layer and the plasticity that depends on it is reduced. The soaking effect of the extracellular water also makes itself felt in the yeast removed from the shear blade of the drum filter.
If you take yeast directly from the drum filter knife and knead it in your hand, you will clearly notice that the yeast is becoming dry, combined with a corresponding decrease in plasticity, which is due to the continued absorption effect through the uptake of extracellular water by the yeast cells and the corresponding increase in the intracellular water content is due. If a sample is taken 5 minutes after the yeast has been lifted off the filter by the shear blade 10, the yeast treated in this way shows a dry matter content of 29.7% and a plasticity of 3.10 mm sinking depth of a sample body within 2 Minutes.
In order to arrive at a correct assessment of the improvement in yeast quality that can be achieved by using the method, in particular with regard to the increase in dry matter and plasticity, the same yeast cream, but without addition of salt, was treated on the same drum filter under the same conditions. The yeast obtained in this way had a dry matter content of only 27.8%. The plasticity of this yeast sample is 6.69 mm sink depth when using the same measuring method. Accordingly, the increase in dry matter achieved according to the previous example is 1.9% and the decrease in plasticity is 3.59 mm.
The yeast produced by adding salt with subsequent washing out feels significantly drier than the yeast obtained from untreated yeast cream, which is attributable to the increase in dry matter combined with the decrease in extracellular water caused by the method according to the invention.
The increase in the dry matter content, which according to the example is 1.9% with the addition of 0.75 kg of table salt per hectolitre of a certain yeast cream, depends on the amount of salt (or other osmotically active substances) added to the yeast cream .
In Fig. 2, the dependence of the acquisition of the dry matter content on the amount of the yeast cream added cooking salt is shown by the full curve. On the abscissa in the diagram is the amount of cooking salt added to the yeast cream in kg NaCl per hectolitre of yeast cream and the ordinate shows the percentage increase in the dry matter content of the yeast removed from the filter.
It can be seen from this that the increase in the percentage dry matter content of the yeast obtained up to a content of the yeast cream of about 0.6 kg NaCl per hectolitre of yeast cream is directly proportional to the amount of common salt used. In the method according to the invention, it is therefore possible in a wide range to adjust the dry substance content of the yeast to a desired value by adding table salt.
The striated curve in Fig. 2 shows the dependence of the plasticity of a shaped (pound) baker's yeast also depending on the addition of common salt to the yeast cream, with the amount of common salt in kg NaCl per hectolitre of yeast cream on the abscissa, a measure on the ordinate for the plasticity is given.
The values given for the plasticity were measured with a known plasticity meter by determining the sinking depth of a test weight of 162.6 g into the yeast moldings (yeast pounds) produced under always the same conditions after 2 minutes. The dashed curve shows that the decrease (improvement) in the plasticity of the amount of table salt added to the yeast cream is directly proportional to about 0.8 kg NaCl per hectoliter, so that an increase in the dry matter content always corresponds to a desired decrease in the plasticity .
Experiments with yeast cream of different production have also shown that the values on which the two curves are based scatter only slightly and therefore the dependencies shown apply to yeast cream in general.