CH394090A - Verfahren und Vorrichtung zur Regelung der Zufuhr von Nährlösung und Luft während des Hefewachstums in Back-, Nähr- oder Futterhefemaischen - Google Patents

Description

  Verfahren und Vorrichtung     zur    Regelung der Zufuhr von Nährlösung und Luft  während des Hefewachstums in Back-, Nähr- oder Futterhefemaischen    Die Erfindung bezieht sich auf eine weitere Aus  führung des Gegenstand des Hauptpatentes bildenden  Verfahrens zur Regelung der     Zufuhr    von Nährlösung  und Luft während des Hefewachstums in Back-,  Nähr- oder Futterhefemaischen sowie auf eine zu  gehörige Vorrichtung.  



  Gemäss dem Hauptpatent erfolgt die Regelung  der Zufuhr von Nährlösung und Luft in Abhängig  keit vom     augenblicklichen        Alkoholgehalt    der Abgase.  Die Regelungsimpulse werden danach von einer ein  zigen Variablen abgeleitet, die eine direkt messbare,  weil physikalisch einfache Grösse ist (Menge     Alkohol     pro Vol.-Einheit der Abgase).

   Das das impulsauslö  sende Mittel, nämlich der Alkoholgehalt des Wasser  dampfes der Abgase, in bezug auf den Alkoholgehalt  der Maische vervielfältigt, also ins Grosse übersetzt,  für die Auslösung der Regelvorgänge anfällt, so  äussern sich Schwankungen des Alkoholgehalts der  Maische in ins Vielfache übersetzten Schwankungen  des zur Impulsauslösung dienenden Alkoholgehalts,  was eine weitgehende Genauigkeit des     Verfahrens     ergibt.  



  Es hat sich nun gezeigt, dass das     Verfahren    in  besonders einfacher und vorteilhafter Weise gemäss  der vorliegenden     zusätzlichen        Erfindung    so durch  führbar ist, dass die Regelung der Nährlösungs- und  Luftzufuhr in Abhängigkeit von der     augenblicklichen     Wärmetönung erfolgt, die durch Oxydation des in  einer gemessenen Abgasmenge enthaltenen Alkohols  entsteht.  



  Es kann hiebei die augenblickliche Wärmetönung  herangezogen werden, die durch Verbrennen des  Alkohols der gemessenen Abgasmenge im Restsauer  stoff derselben zustandekommt. Die gemessene Ab  gasmenge wird hiezu durch eine beheizte Verbren-    nungskammer geleitet, deren Temperatur beim  Durchfluss von alkoholfreiem Abgas konstant, und  zwar auf solcher Höhe gehalten wird, dass beim  Eintreten auch nur geringster Alkoholanteile diese  vollständig verbrennen und     damit    eine dem Alkohol  gehalt der Gasmenge     proportionale    Temperatur  erhöhung bewirken.

   Da der Abgas-Alkoholgehalt  unabhängig von sonstigen Gegebenheiten,     wie    Be  lüftungssystem, Bottichfüllhöhe und dergleichen, bei  einer bestimmten Temperatur stets direkt propor  tional dem     Alkoholgehalt    der Maische ist, so besteht  auch direkte     Proportionalität    zwischen der jeweiligen  Temperatur im Verbrennungsraum und dem jeweili  gen Maische-Alkoholgehalt.  



  Die Abhängigkeit der Temperatur im     Verbren-          nungraum    vom jeweiligen Maische-Alkoholgehalt sei  hiebei anhand des folgenden Beispiels dargelegt: Die  dem Verhefungsbottich entströmenden Abgase be  sitzen die     Temperatur    der     Maische,    die auf 30 C  konstant gehalten sei, und sind mit Wasserdampf  gesättigt. Der Teil der aus dem Verhefungsbottich       abziehenden    Abgase, der zur     Verbrennungskammer     geleitet wird, sei mit 21/min festgelegt. Der Verbren  nungskammer werden     mittels    einer Heizspule 400  cal/min zugeführt.

   Diese zugeführte Wärmemenge  erwärmt die gemessene, durch die Verbrennungs  kammer geleitete Abgasmenge von 21/min von 30 C  auf 700 C. Es entspricht also 1 C Temperaturer  höhung 0,597     cal/min.    Bei einer angenommenen       Alkoholkonzentration    in der zu     verhefenden    Maische  von 0,065     Vol.-0/o    enthalten die abströmenden Ab  gase 0,2 mg     Alkohol/l.    Es werden also der Verbren  nungskammer 2     -0,2=0,4    mg Alkohol, die verbrannt  werden, pro Minute zugeleitet.

   Die Verbrennungs  wärme des Alkoholdampfes beträgt 7,3328     cal/mg,         so dass durch die Verbrennung des Alkoholanteiles  der alkoholhaltigen Abgase zusätzlich 2,9338 cal/min  der Verbrennungskammer zugeführt werden. Diese  zusätzliche Wärmemenge bewirkt eine     Temperatur-          2,9338     erhöhung der Abgase um
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  <B>0,597 =</B> 4,9, also um  ungefähr 5 C. Bei einer Empfindlichkeit des Wider  standsthermometers von 0,2 0/o des     Endausschlages     ist die Messgenauigkeit 1,4 C, was einer Schwankung  des Maische-Alkoholgehalts von 0,02 Vol.-% ent  spricht.  



  Somit sind von den Temperaturänderungen in  einfacher Weise Regelimpulse ableitbar, mittels wel  chen die Zufuhr von Nährlösung und Luft so dosiert  werden kann, dass der Alkoholgehalt der Maische  während der gesamten Verhefung ein bestimmtes  Mass (etwa 0,2 Vol.-%) nicht überschreitet, was       bekanntlich    zur Erzielung höchster Hefeausbeuten  unerlässlich ist.  



  Es kann aber zur Regelung auch die augenblick  liche     Wärmetönung    des mittels eines Katalysators  oxydierten Alkohols der gemessenen Abgasmenge  herangezogen werden. In diesem Falle ist das     Tem-          peraturniveau    der Verbrennung     wesentlich    niedriger,  da die Verbrennung, wenn sie katalytisch durchge  führt wird,     wesentlich    unter der Zündtemperatur des  Alkohols bei der durch rein     thermische    Zündung       bewirkten    Verbrennung liegt;

   somit ergibt sich eine  Vergrösserung der Messgenauigkeit bzw. eine aus  geprägtere     Differenzierung    der anfallenden, zur Re  gelung     ausgewerteten    Impulse, wodurch die Präzision  des erfindungsgemässen Verfahrens noch gesteigert  wird.  



  Die Abhängigkeit der Temperatur im Oxyda  tionsraum vom jeweiligen Maische-Alkoholgehalt sei  wieder anhand eines Beispiels dargelegt: Die dem  Verhefungsbottich entströmenden Abgase mögen  wieder die Temperatur von 30 C     aufweisen.    Der  Teil der Abgase, der zur Oxydationskammer geleitet  wird, sei wieder mit 21/min festgelegt. Der Oxyda  tionskammer werden nun in diesem Falle mittels  einer Heizspule 87,13 cal/min zugeführt. Diese zuge  führte Wärmemenge erwärmt die gemessene, durch die  Oxydationskammer geleitete Abgasmenge (21/min)  von 30 C auf 180 C.

   Es     entspricht    also<B>l</B>     'C        Tem-          87,13     peraturerhöhung
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   Bei einer  angenommenen Alkoholkonzentration in der zu     ver-          hefenden    Maische von 0,065 Vol.-% enthalten die  abströmenden Abgase, wie bereits erwähnt, 0,2 mg  Alkohol/1. Es werden also der Oxydationskammer  wieder 2 - 0,2 = 0,4 mg Alkohol, die jedoch in vor  liegendem Fall katalytisch oxydiert werden, pro A  nute zugeleitet. Dadurch werden der Oxydationskam  mer wieder 2,9228 cal/min zugeführt. Diese zusätzlich  zugeführte Wärmemenge bewirkt eine Temperatur  erhöhung der Abgase um<B><U>2,9338</U> 5,05,</B> also um  
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  <B>0,581</B>    ungefähr 5 C.

   Bei einer Empfindlichkeit des Wider  standsthermometers von 0,2 0/o des Endausschlages  ist nunmehr die Messgenauigkeit 0,36 C, was einer  Schwankung des Maische-Alkoholgehalts von 0,005  Vol.-% entspricht.  



  Als Katalysator kann vorzugsweise ein Metall  oxydgemisch verwendet werden, das unter dem Na  men  Hopcalit  auf den Markt gebracht wird.  



  Zur Verfahrensdurchführung kann eine Vorrich  tung verwendet werden, bei der eine zur Messung  der aus dem Verhefungsbottich entweichenden Ab  gase dienende Feindosierpumpe über eine Leitung  mit einer Oxydationskammer verbunden ist die be  heizbar und/oder     mit    einem Katalysator versehen ist,  und in deren Innerem ein mit einem die augenblick  lichen Wärmetönungen anzeigenden Gerät und/oder  mit einem Regler in impulsabgebender Verbindung  stehendes Temperaturmessgerät angeordnet ist.  



  Das     erfindungsgemässe    Verfahren wird im fol  genden an Hand der Zeichnung noch näher erläutert,  die ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen       Vorrichtung    zur     Verfahrensdurchführung    wiedergibt.  



  Ein Teil der aus dem Verhefungsbottich a über  die Abgasleitung b abziehenden alkoholhaltigen Ab  gase wird durch eine Feindosierpumpe c1 abgesaugt  und die so gemessene Abgasmenge durch eine  tung d1 in eine zur Verbrennung der Alkoholanteile  dienende Oxydationskammer h geleitet. Diese ist vor  liegend     mittels    einer Heizspule     hl    beheizbar, durch  welche die Temperatur im Innern der Kammer bei  Durchfluss von alkoholfreiem Gas konstant gehalten  wird, und zwar auf einer Höhe, die über der     Zünd-          temperatur    des Alkohols liegt.

   Tritt in die Oxyda  tionskammer alkoholhaltiges Abgas ein, dann wird  die eingebrachte     Alkoholmenge        verbrannt,    wodurch  im     Kammerinnern    zufolge der damit verbundenen  Wärmetönung eine Temperaturerhöhung stattfindet.  Diese ist mittels eines an sich     bekannten    Widerstands  thermometers i messbar. Der in der Wheatston'schen  Brücke desselben jeweils fliessende Strom bewirkt  einen der Temperaturänderung und damit der Ände  rung des Alkoholgehalts entsprechenden Ausschlag  eines Galvanometers j und kann, zweckmässig nach  entsprechender Verstärkung, in einem Regler in an  sich     bekannter    Weise in einen     Regelimpuls    umge  setzt werden.

   Die Temperaturmessung     kann    natürlich  auch     mittels    eines     Thermoelements    oder durch elek  trische Widerstandsmessung usw. erfolgen.  



  Bei Oxydation des Alkohols mittels eines Kata  lysators ordnet man diesen in der Oxydationskammer  h, beispielsweise in Form einer Auskleidung dersel  ben, an. Die sonstige Ausgestaltung der     Vorrichtung     entspricht vollkommen der bereits geschilderten.  



       Mittels    der     erfindungsgemässen        Vorrichtungen     sind Schwankungen des Alkoholgehalts der zu     ver-          hefenden        Maische        von        0,02        Vol.-        bis        0,005     genau bestimmbar und zur Regelung     auswertbar.  

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH I Verfahren zur Regelung der Zufuhr von Nähr- Lösung und Luft während des Hefewachstums in Back-, Nähr- oder Futterhefemaischen in Abhängig keit von der augenblicklichen Zusammensetzung der aus dem Verhefungsbottich abströmenden Abgase, nach dem Patentanspruch des Hauptpatentes da durch gekennzeichnet, dass die Regelung der Nähr lösungs- und Luftzufuhr in Abhängigkeit von der augenblicklichen Wärmetönung erfolgt, die durch Oxydation des in einer gemessenen Abgasmenge enthaltenen Alkohols entsteht. UNTERANSPRÜCHE 1.

   Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass zur Regelung die augenblick liche Wärmetönung herangezogen wird, die durch Verbrennen des Alkohols einer gemessenen Abgas menge im Restsauerstoff derselben entsteht. 2. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass zur Regelung die augenblick- liche Wärmetönung des mittels eines Katalysators oxydierten Alkohols der gemessenen Abgasmenge herangezogen wird.

   PATENTANSPRUCH Il Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass eine zur Messung der aus dem Verhefungsbottich (a) entweichenden Abgase dienende Feindosierpumpe (cl) über eine Leitung (dl) mit einer Oxydationskam mer (h) verbunden ist, die beheizbar und/oder mit einem Katalysator versehen ist, und in deren Innerem ein mit einem die augenblickliche Wärmetönung an zeigenden Gerät (j)

   und/oder mit einem Regler in impulsabgebender Verbindung stehendes Tempera- turmessgerät (i) angeordnet ist.