Verfahren und Einrichtung zur Behandlung von Maische bei der Hefefabrikation Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Einrichtung zur Behandlung von Maische bei der Hefefabrikation.
Bei einem diskontinuierlichen Betrieb zur Feinst- belüftung von Maische-Flüssigkeiten bei der Hefe fabrikation ist es bekannt, der Maische im unteren Teil des Gärgefässes Luft mittels einer Luftvertei- lungsvorric'htun.g zuzuführen und an den oberen Teil des Gärgefässes einen Entschäumer anzuschliessen, von dem ein ausserhalb des Gefässes liegendes Rohr die entschäumte Flüssigkeit zu dem Gärgefäss zurück führt.
Hierbei kann die Luft statt unmittelbar dem Gärgefäss der ausserhalb liegenden Rückführungs leitung für .die entschäumte Flüssigkeit zugeleitet wer den. Die frische Nährlösung wird der Maische un- n *ttelbar Ü dem Gärgefäss g über eine Rieselvorrichtung zugeführt.
Mit Hilfe eines in dem Gärgefäss an geordneten verstellbaren Mundstückes kann die Trennzone zwischen der oberen luftreichen und der unteren luftärmeren Schicht der Maische der Höhe nach verstellt werden. Der Inhalt des Flüssigkeits sumpfes wird mittels einer Pumpe über einen zweiten Umlauf umgewälzt. Bei dieser Anordnung kann ein kontinuierlicher Umlaufstrom der Maische für ein kontinuierliches Abziehen von Hefe oder dergleichen ausserhalb des Gärgefässes nicht erzielt werden.
Dem ersteren Umlauf, der an den Entschäumer angeschlos sen ist, kann nur Schaum, das heisst nur eine ganz geringe Menge an Flüssigkeit zuströmen. Nach Ent- schäumung dieser Flüssigkeit, das heisst nach der Be freiung des Schaumes von einem Teil seines Gas inhaltes fliesst in das Gärgefäss ein Strom von geringer Masse zurück, so dass kein Umlaufen der eigent lichen Maische gewährleistet ist.
Das Umwälzen der Flüssigkeit selbst erfolgt vielmehr durch eine Pumpe über einen weiteren Umlauf. Da ausserdem in dem Entschäumungsumlauf eine aus einem porösen Kör- per bestehende Lüftungsvorrichtung so eingesetzt ist, dass die austretende Luft zu dem Entschäumer hoch steigen kann, ist ein kontinuierlicher selbstströmen der Umlaufbetrieb nicht möglich.
Das Verfahren zur Behandlung von Maische bei der Hefefabrikation nach der eingangs erwähnten Art zeichnet sich dadurch aus, dass .die Maische im Gärbottich durch konstante Vermischung mit Luft im Volumenverhältnis von etwa 1 :
1 so expandiert wird, dass diese nach Erreichen ihrer maximalen Steighöhe als solche in einen Umlauf überfliesst, und dass bei diesem im Kreislauf geführten Umlauf der in der Maische befindliche Zuwachs an Hefe nach Entlüftung ständig abgezogen und eine Nährlösungs- menge in einem dem abgezogenen Zuwachs an Hefe entsprechenden Volumen der dem Gärbottich zurück fliessenden restlichen Maischeflüssigkeit zugeführt wird.
Auf diese Weise lässt sich ein kontinuierlicher Umlauf der gesamten Maische erzielen, wobei ein durch den Gärprozess bedingter freier und selbst tätiger Umwälzvorgang ohne zusätzliche mechanische Mittel, wie z. B. eine Pumpe oder dergleichen in natürlicher Weise stattfindet. Die Entlüftung der Maische erfolgt hierbei zweckmässig in einem ausser halb des Gärbottichs befindlichen Raum, der in der maximalen Steighöhe der Maische angeordnet ist.
Hierdurch kann eine ausreichende Entlüftung der Maische erfolgen, so dass es möglich ist, die sekund- lich anwachsende Hefe aus der entlüfteten Maische abzuziehen. Die .in den Gärbottich zurückfliessende Maische wird danach unmittelbar mit einer Nähr lösung angereichert, so dass die Nährlösung zusammen mit der zurückfliessenden Maische zwangläufig durch die gesamte Entlüftungsvorrichtung hindurchgehen muss.
Dadurch wird eine hohe Wirksamkeit für die Erzeugung der Hefe erreicht. Es ergibt sich eine hohe Konzentration der Hefe in. der Maische bei einem geringstmöglichen Erzeugungsvolumen, das heisst dem Bottichinhalt;
der Sauerstoff in der Luft wird in der Maische ausserordentlich ausgenutzt. Der gesamte In halt des Gärbottichs wird durch die natürliche Um wälzung erfasst und fortlaufend der Entlüftung und der Entnahmestelle für die Hefe zugeführt, wobei die danach zugegebene Nährlösung den gesamten Umwälzungskreislauf mitmacht. Die Einrichtung zur Behandlung der Maische bei der Hefefabrikation zeichnet sich dadurch aus, dass das Belüftungsgehäuse in Richtung zu dem Gär bottich sich erweiternd ausgebildet ist.
Es weist an der Aussenwandung einen Luftzuführungsmantel und, in Gehäuselängsachse ein Luftzuführungsrohr auf. Man erreicht auf diese Weise, dass die stetig mit den Luftbläschen sich anreichernde Maische entspre chend der jeweiligen Vergrösserung des Volumens sich ausdehnen kann. Das Hochsteigen der Maische in der Belüftungsvorrichtung kann über die Höhe dieser konstant gehalten werden, da der Querschnitt der nach oben sich erweiternden Belüftungsvorrich tung dem volumenmässigen Anwachsen der Maische angepasst werden kann. Dadurch lassen sich mit Sicherheit Stauungen vermeiden.
Die erfindungsgemäss vorgesehene Bauart der Belüftungsvorrichtung mit sich erweiterndem Querschnitt nach oben, bietet die Möglichkeit, dass Luft und Maische hinsichtlich ihrer Voluminaverhältnisse konstant bleiben. Dies trägt zu dem selbsttätigen Maischeumlauf in der ganzen Vor richtung wesentlich bei. Der Erfindungsgegenstand wird anhand der in der Zeichnung gegebenen Darstellung eines Ausführungs beispiels erläutert.
Die einzige Figur zeigt im Schema eine Über sicht über eine Anlage gemäss der Erfindung zur Erzeugung von Hefe im kontinuierlichen Kreislauf.
Bei dem Gär- und Verhefungsbottich 1, der als grossräumiger Behälter ausgebildet ist, befindet sich in dem unteren Teil die Belüftungsvorrichtung 2, die in einem verengten Bottichteil la untergebracht ist.
Die Belüftungsvorrichtung 2 besteht aus einem in der Längsrichtung dieses Teiles liegenden porösen Rohr 3, um das schraubenförmig verlaufende Leit- flächen 4 angeordnet sein können, ferner aus einem längs der Aussenwandung des verengten Teiles an geordneten Luftzuführungsmantel. Der Bottichteil la erweitert sich schwach konisch zu dem Bottich 1. Von dem Gärbottich 1 führt eine Leitung 5 zu einem Behälter 6, der zur Aufnahme der mit Hefe ange- reicherten Maische bestimmt ist.
In diesem Behälter wird zugleich die Entlüftung durchgeführt. An den Behälter 6 schliesst sich eine weitere Leitung 7 an, die ganz oder teilweise von einer Kühlvorrichtung 8 umgeben ist. Die Leitung 7 hat durch die Leitung 7a mit dem unteren Teil la der Belüftungsvorrichtung für den Gärbottich 1 Verbindung. An dem Behälter 6 ist eine Abluftleitung 9 angeschlossen, die zu einem Ventilator, Kompressor 10 oder dergleichen führen kann. Diese Abluftleitung 9 hat zu der Belüftungs- vorrichtung 2 Verbindung.
In diese Abluftleitung führt eine Frischluftleitung 11. Mit 12 ist ein weite rer Kompressor und mit 13 und 14 ein Vorfilter und ein Bakterienfilter oder dergleichen bezeichnet. Bei 15 kann die Abluft ins Freie gelassen werden. Von einem eine Nährlösung enthaltenden Gefäss 16 führt eine Leitung 17 zu dem Rohr 7. Weiterhin kann auch ein Gefäss 18 vorgesehen werden, in dem weitere Wirkstoffe enthalten sind. Oberhalb der Zuführungs stelle der Nährlösung ist eine Leitung 19 angeordnet, mittels der die konzentrierten Gärprodukte abgeführt und zu einem Ausreifebehälter 20 geleitet werden.
Die in dem Behälter 18 befindlichen Wirkstoffe kön nen mittels der Leitung 21 sowohl dem Rohr 7 für die zurückfliessende Maische als auch der Leitung 19, die zu dem Ausreifebehälter 20 führt, zugegeben werden. Von der Abluftleitung 9 führt eine Leitung 22 zu dem Ausreifebehälter 20. An den Ausreife behälter schliesst sich sodann eine Trocknungs- bzw. Verdunstungsvorrichtung 23 an. Diese Vorrichtung 23 ist mit dem Behälter 20 durch die Leitung 24 verbunden. An dem Stutzen: 25 wird Luft in aus reichender Menge dem Verdunstungsbehälter 23 zu geführt.
Die getrocknete Hefe kann über die Aus tragvorrichtung 26, z. B. eine Schnecke der gesamten Anlage gebrauchsfertig entnommen werden. Der Be hälter 23 befindet sich in einem Mantel 27, der mit Abl'uftstutzen 28 versehen ist. Für die Regelung des gesamten Arbeitsganges sind Regulierventile 29, 30, 31 und 32 vorgesehen.
Dem Luftbedarf entspricht das sekundliche, der Maische zugeführte Luftvolumen, die sekundlicb um laufende Maischemenge wird in gleichem Volumen mit der Luft in dem Mischer 2 unterhalb des Gär- und Verhefungsbottichs 1 vermischt.
Die lufthaltige Maische tritt in den Behälter 6 durch die Leitung 5, in dem durch Absaugen der Luft durch die Leitung 9 zugleich eine Entlüftung stattfindet. Die mit Gär- produkten angereicherte Maische fliesst nach der Ent lüftung durch das Rohr 7 und den Kühler 8 in den Mischer, :das heisst die Belüftungsvorrichtung 2 zu rück, so dass :die Maischemenge ständig in dem Behäl ter 6 entlüftet und in dem Mischer 2 wieder neu: belüftet in einem Kreislauf umlaufen kann. Der sekundlich abzuführende, in .der Maische befindliche Hefezuwachs wird mit der Maische in den Ausreife bottich 20, dem Abluft zugeführt wird, geleitet.
Die sekundliche Nährlösungsmenge wird sodann im glei chen Volumen der zurückfliessenden Maische durch die Leitung 17 zugeführt.
Aus dem Behälter 6 wird die Luft durch einen Kompressor 10 angesaugt und entweder dem Volu men der zugeführten Frischluft bei ausschliesslicher Hefegewinnung ins Freie geführt oder zum Teil bei gleichzeitiger Hefe- und Alkoholgewinnung mit Frischluft vermischt, um dann durch die Kompres sor- und Filteranlage 12, 13, 14 zur Belüftung des Gärbottichs 1 verwendet zu werden. Dadurch wird erreicht, dass die Belüftungsmenge und damit der Um lauf der Maische konstant bleibt. Aus dem Ausreifebottich 20 wird die sekund liche Maischemenge in einen Trocken- und Ver dunstungsapparat 23 geführt und mit einer aus reichenden Menge Luft durch den Stutzen 25 ver mischt.
Die hierbei zuzuführende Luftmenge ist ein Vielfaches des zugeführten sekundlichen Maische- Luft-Volumens, so dass eine schnelle und gute Ver dunstung der Maische erfolgt und die Hefe getrocknet zu sofortigem Gebrauch aus dem Verdunstungs bottich entnommen werden kann. Die Temperatur der Luft wird zweckmässig so gehalten, dass die Tem peratur der Trockenhefe im Maximum etwa 30 hat und weiterhin unter 30 zum Versand abgekühlt wird.
Dadurch erleidet die abgekühlte Trockenhefe beim Verbraucher keinerlei Veränderung. Weiterhin ergibt sich, dass keinerlei Verringerung der Triebkraft der getrockneten Hefe gegenüber der Presshefe eintritt. Das erfindungsgemässe Verfahren ergibt eine längere Haltbarkeit der Hefezellen. Unter Trockenhefe ist hierbei Hefe mit etwa 25 % absolutem Trockengehalt zu verstehen.
Eine Infektion der Stellhefe wird durch die Weiterzüchtung in dem geschlossenen System ge mäss der Erfindung vermieden. Die Grösse des Trok- kenbehälters 23 richtet sich nach der sekundlich ein strömenden Maischemenge aus dem Ausreifebottich 20 und der notwendigen Luftmenge für die Ver dunstung bzw. Austrocknung der Maische.
Bei dem Mischer 2, das heisst bei der Belüftungs- vorrichtung in dem Gärbottich 1 sind die schrauben förmig verlaufenden Leitflächen 4 möglichst in meh reren Windungen anzuordnen, so dass die Maische eine zusätzliche Kreisbewegung und Vergrösserung ihrer Geschwindigkeit im Mischer erhält, die zur Ver kleinerung der Bläschengrösse führt.
Das Sammelgefäss 6 für die hefehaltige Maische ist verbunden mit dem Mischer für Luft und Maische. Es enthält dabei die doppelte Menge der zur Ver mehrung bestimmten sogenannten Stellhefenmenge und weiterhin die in den Rohrleitungen vom Sammel- gefäss zum Mischer befindliche Maischemenge mit ihrem Hefegehalt.
Zur Inbetriebsetzung wird zuerst die Luft aus dem Kompressor 12 durch den Nachfilter 14 in den Mischer geführt, und zwar in einer vorbestimm ten Menge. Dann erfolgt die Zuführung der Maisch aus dem Maischebehälter 6 in den Mischer, wobei die Maischemenge der sekundlichen Luftmenge ent spricht. Aus dem Mischer strömt dann die lufthaltige Maische in den Verhefungsbottich 1 und aus diesem zurück in derb Maischesammelbehälter 6 über eine Entlüftungsvorrichtung, welche aus einem Teller mit gelochtem Boden besteht.
Die in den Behälter lau fende, belüftete Maische tritt dann in Strahlen aus den Bodenlöchern des Tellers heraus. Der ent stehende Schaum wird dann durch ein Entschäumungs- mittel zerstört und die Luft durch den Ventilator 10, welcher mit der Rohrleitung 9 verbunden ist, ab gesaugt.
Im Behälter bleibt dann das Maischequan tum bis zur Einführung in den Mischer konstant und gewährleistet durch die vorgesehene Druckhöhe den vollkommen selbsttätigen Umlauf der Maische: - aus dem Maischesammelgefäss in den Mischer - in den Verhefungsbottich und durch den Entlüfter wieder in das Hefesammelgefäss.
Method and device for treating mash in yeast production The invention relates to a method and a device for treating mash in yeast production.
In a discontinuous operation for fine aeration of mash liquids in yeast production, it is known to supply air to the mash in the lower part of the fermentation vessel by means of an air distribution device and to connect a defoamer to the upper part of the fermentation vessel which a pipe lying outside the vessel leads the defoamed liquid back to the fermentation vessel.
In this case, the air can be fed to the outside return line for the defoamed liquid instead of directly to the fermentation vessel. The fresh nutrient solution is fed to the mash in a manner that cannot be submerged Ü to the fermentation vessel g via a trickle device.
With the help of an adjustable mouthpiece arranged in the fermentation vessel, the height of the separation zone between the upper air-rich and lower air-poor layer of the mash can be adjusted. The contents of the liquid sump are circulated by means of a pump over a second circulation. With this arrangement, a continuous circulating flow of the mash for a continuous removal of yeast or the like outside the fermentation vessel cannot be achieved.
Only foam, i.e. only a very small amount of liquid, can flow into the first circuit, which is connected to the defoamer. After this liquid has been defoamed, i.e. after part of its gas content has been freed from the foam, a low-mass flow flows back into the fermentation vessel, so that the actual mash cannot circulate.
Rather, the liquid itself is circulated by a pump over a further circulation. In addition, since a ventilation device consisting of a porous body is used in the defoaming circuit in such a way that the exiting air can rise up to the defoamer, continuous self-flow of the circulation operation is not possible.
The method for treating mash in yeast production according to the type mentioned at the beginning is characterized in that the mash in the fermentation vat is produced by constant mixing with air in a volume ratio of about 1:
1 is expanded in such a way that it overflows as such in a circuit after it has reached its maximum rise, and that during this circulation, the yeast growth in the mash is continuously withdrawn after deaeration and an amount of nutrient solution in one of the withdrawn increments Yeast corresponding volume of the remaining mash liquid flowing back into the fermentation vat is fed.
In this way, a continuous circulation of the entire mash can be achieved, with a free and self-operating circulation process caused by the fermentation process without additional mechanical means, such as. B. a pump or the like takes place naturally. The mash is expediently vented in a space outside the fermentation vat, which is arranged at the maximum height of the mash.
This allows sufficient deaeration of the mash, so that it is possible to pull off the yeast which has grown secondarily from the deaerated mash. The mash flowing back into the fermentation vat is then immediately enriched with a nutrient solution, so that the nutrient solution together with the mash flowing back inevitably has to pass through the entire ventilation device.
This achieves a high level of effectiveness for the production of the yeast. The result is a high concentration of yeast in the mash with the lowest possible production volume, that is to say the contents of the vat;
the oxygen in the air is used extremely well in the mash. The entire content of the fermentation vat is captured by the natural circulation and continuously fed to the ventilation and the extraction point for the yeast, with the nutrient solution then added taking part in the entire circulation cycle. The device for treating the mash during yeast production is characterized in that the ventilation housing is designed to widen in the direction of the fermentation vat.
It has an air supply jacket on the outer wall and an air supply pipe in the longitudinal axis of the housing. In this way it is achieved that the mash, which is constantly enriching with the air bubbles, can expand according to the respective increase in volume. The rise of the mash in the aeration device can be kept constant over the height of this, since the cross section of the upwardly expanding aeration device can be adapted to the increase in volume of the mash. In this way, congestion can be avoided with certainty.
The construction of the ventilation device provided according to the invention with an upwardly widening cross section offers the possibility that air and mash remain constant with regard to their volume ratios. This contributes significantly to the automatic mash circulation throughout the entire device. The subject matter of the invention is explained using the representation of an execution example given in the drawing.
The single figure shows in the scheme an overview of a system according to the invention for producing yeast in a continuous cycle.
In the fermentation and fermentation tub 1, which is designed as a large-volume container, the ventilation device 2, which is housed in a narrowed tub part la, is located in the lower part.
The ventilation device 2 consists of a porous tube 3 lying in the longitudinal direction of this part, around which helically extending guide surfaces 4 can be arranged, and also of an air supply jacket arranged along the outer wall of the narrowed part. The vat part 1a widens slightly conically to the vat 1. A line 5 leads from the fermentation vat 1 to a container 6 which is intended to receive the mash enriched with yeast.
The ventilation is carried out in this container at the same time. A further line 7 connects to the container 6, which is completely or partially surrounded by a cooling device 8. The line 7 is connected to the lower part la of the ventilation device for the fermentation vat 1 through the line 7a. An exhaust air line 9 is connected to the container 6 and can lead to a fan, compressor 10 or the like. This exhaust air line 9 is connected to the ventilation device 2.
A fresh air line 11 leads into this exhaust air line. 12 is a wide rer compressor and 13 and 14 denote a prefilter and a bacterial filter or the like. At 15 the exhaust air can be let outside. A line 17 leads from a vessel 16 containing a nutrient solution to the pipe 7. Furthermore, a vessel 18 can also be provided in which further active substances are contained. A line 19 is arranged above the feed point for the nutrient solution, by means of which the concentrated fermentation products are discharged and passed to a maturing container 20.
The active ingredients in the container 18 can be added to the pipe 7 for the mash flowing back as well as the line 19 which leads to the maturing container 20 by means of the line 21. A line 22 leads from the exhaust air line 9 to the maturing container 20. A drying or evaporation device 23 is then connected to the maturing container. This device 23 is connected to the container 20 by the line 24. At the nozzle: 25 air is fed to the evaporation tank 23 in sufficient quantities.
The dried yeast can be used on the From carrying device 26, for. B. a screw of the entire system can be removed ready for use. The container 23 is located in a jacket 27 which is provided with exhaust air nozzles 28. Regulating valves 29, 30, 31 and 32 are provided for regulating the entire operation.
The air requirement corresponds to the secondary volume of air supplied to the mash; the secondary volume of mash that flows around is mixed in the same volume with the air in the mixer 2 below the fermentation and fermentation tub 1.
The air-containing mash enters the container 6 through the line 5, in which venting takes place at the same time by sucking the air through the line 9. After venting, the mash enriched with fermentation products flows through the pipe 7 and the cooler 8 into the mixer, i.e. back into the aeration device 2 so that: the mash quantity is constantly vented in the container 6 and in the mixer 2 again new: ventilated can circulate in a circuit. The yeast growth in the mash to be removed secondarily is passed with the mash into the maturing vat 20, to which exhaust air is fed.
The secondary amount of nutrient solution is then fed through line 17 in the same volume of the returning mash.
The air is sucked in from the container 6 by a compressor 10 and either the volume of the fresh air supplied is led into the open air with only yeast extraction or partly mixed with fresh air with simultaneous yeast and alcohol extraction, in order to then pass through the compressor and filter system 12, 13, 14 to be used to ventilate the fermentation tub 1. This ensures that the amount of aeration and thus the circulation of the mash remains constant. From the maturing tun 20, the secondary amount of mash is fed into a drying and evaporation apparatus 23 and ver mixed with a sufficient amount of air through the nozzle 25.
The amount of air to be supplied here is a multiple of the supplied secondary mash-air volume, so that the mash evaporates quickly and effectively and the dried yeast can be removed from the evaporation vat for immediate use. The temperature of the air is expediently kept so that the tem perature of the dry yeast has a maximum of about 30 and is still cooled below 30 for shipping.
As a result, the cooled dry yeast does not suffer any changes at the consumer. Furthermore, there is no reduction in the driving force of the dried yeast compared to the pressed yeast. The method according to the invention results in a longer shelf life for the yeast cells. In this context, dry yeast is to be understood as meaning yeast with an absolute dry content of around 25%.
Infection of the yeast is avoided by further cultivation in the closed system according to the invention. The size of the drying container 23 depends on the amount of mash flowing in seconds from the maturing tub 20 and the amount of air required for evaporation or drying of the mash.
In the mixer 2, that is to say in the ventilation device in the fermentation vat 1, the helically running guide surfaces 4 are to be arranged in several turns, so that the mash receives an additional circular movement and an increase in its speed in the mixer, which reduces the Vesicle size leads.
The collecting vessel 6 for the yeast-containing mash is connected to the mixer for air and mash. It contains twice the amount of the so-called adjustable yeast amount intended for multiplication and also the amount of mash with its yeast content in the pipelines from the collecting vessel to the mixer.
To start up, the air from the compressor 12 is first passed through the post-filter 14 into the mixer, in a predetermined amount. Then the mash is fed from the mash container 6 into the mixer, the amount of mash corresponding to the secondary amount of air. The aerated mash then flows from the mixer into the fermentation tub 1 and from there back into the coarse mash collecting container 6 via a venting device which consists of a plate with a perforated bottom.
The aerated mash running into the container then emerges in rays from the bottom holes of the plate. The resulting foam is then destroyed by a defoaming agent and the air is sucked off by the fan 10, which is connected to the pipe 9.
The mash quantity in the container then remains constant until it is introduced into the mixer and, thanks to the intended pressure level, ensures that the mash circulates completely automatically: - from the mash collecting vessel into the mixer - into the fermentation vat and through the deaerator back into the yeast collecting vessel.