DD267052A5

DD267052A5 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von alkohol

Info

Publication number: DD267052A5
Application number: DD88312232A
Authority: DD
Inventors: Vladimir Kalina
Original assignee: ��K@��@��@��@�K@��Kk��
Priority date: 1987-01-16
Filing date: 1988-01-14
Publication date: 1989-04-19
Also published as: ES2009158A6; PH25936A; GB2199844B; JPH0560351B2; CH671777A5; CA1324971C; DE3786397D1; BR8800144A; GB2199844A; MX170749B; US4978618A; EG18448A; IN170525B; EP0277340A1; DK16388D0; AU8306387A; EP0277340B1; IE61240B1; IE873540L; DE3786397T2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Alkohol. Die alkoholische Gaerung erfolgt aus einer Maische in kaskadenfoermig angeordneten Gaergefaessen, wobei frische Maische und Sauerstoff kontinuierlich am Beginn der Kaskade eingefuehrt werden und die vergorene Maische kontinuierlich am Ende der Kaskade abgezogen wird. Erfindungsgemaess wird eine flockulierende Hefe eingesetzt. Das Hefewachstum wird in einem ersten Umlauffermenter beguenstigt und in wenigstens einem anschliessenden Umlauffermenter gehemmt. Die Hefe wird von der vergorenen Maische am Ende der Kaskade abgetrennt und die abgetrennte Hefe ausgeschieden. Das Verfahren wird kontinuierlich in einer Vorrichtung durchgefuehrt, welche mehrere Umlauffermenter und einen Dekanteur umfasst, welche Komponenten in Kaskadenform angeordnet sind. Das Wachstum einer flockulierenden Hefe wird im ersten Fermenter beguenstigt und wird in den anschliessenden Fermentern gehemmt. Es wird keine Hefe im Kreislauf in das Verfahren zurueckgefuehrt.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein kontinuierliches Verfahren zur Herstellung von Alkohol durch alkoholische Gärung üus einer Maische in kaskadenförmig angeordneten Gärgefäßen, bei welchem Verfahren man frische Maische und Sauerstoff kontinuierlich am Beginn der Kaskade einführt und bei weichem Verfahren man die vergorene Maische kontinuierlich am Ende der Kaskade abzioht; sowie eine Vorrichtung für die kontinuierliche Erzeugung von Alkohol, welche Vorrichteng mehrere kaskadenförmig .ingeordnete Gärgefäß« umfaßt.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Es sind verschiedene Vertahron und Vorrichtungen zur Erzeugung von Alkohol durch alkoholische Garung in einem Kulturmedium bekannt, welchos reich an vorgärbarem Zucker ist und welchos man im Rahmen der vorliegenden Unterlagen mit dem Ausdruck „Maische" bezeichnet. Unter den bekannten Vorfahren kann man zwischen drei Haupttypon unterscheiden, welche nachstehend kurz erörteit werden, nämlich das diskontinuierl^ho Verfahren in einem einzigen Gärgefäß, das kontinuierliche Verfahren in kaskadenförmig angeordneten Gärgefr on und das kontinuierliche Verfahren in einem Umlaufformenter.

Das diskontinuierliche Verfahren in einem einzigen Gärgefäß wird auf Grund soiner Einfachheit auch heute noch angewendet. Sein Hauptnachtoil liegt in soiner niedrigen Produktivität.

Das kontinuierliche Vorfahren in kaskadenförmig angeordneten Görgofäßen, bbi wo'chem Vorfahren mnn frischo Maische und Sauerstoff kontinuierlich am Anfang der Kaskade einführt und bei welchem Vorfahren die Hefe mit der Maische von einem Gärgefäß zum nächsten Gärgefäß umläuft, nachdom sie in dom ersten Gärgefäß erzeugt odor in clioses eingeführt worden ist, und bei welchem Verfahren man vergorene Maischo kontinuierlich am linde der Kaskade abzieht, bietet kaum eine höhere Produktivität als das diskontinuierliche Verfahren in oinom einzigen Gärgefäß, doch worclon dabei die Produktionsunterbrechungon und die Reinigungsoperationen des Gärgefäßes zwischen zwei Produktionschargon vermieden. Das kontinuierliche Verfahren in oinom Umlauffermentor zeichnet sich durch seine hohe Produktivität aus, welche letztere auf der Tatsache beruht, daß es bei diesem Verfahren möglich ist, in der Maische ome hohe Konzentration an gegebenenfalls flockulierender Hofe anzuwenden. Bei diesem bekannton Vorfahrenstypus wird die Hofekonjenti ation in der Maische dadurch auf dem gewünschlon Wort gehalten, daß man wenigstens einen Teil derjenigen Hofe, die aus der abgezogenen, vergorenen Maische abgotrennt worden ist, im Kreislauf wieder in das Verfahren zurück'ührt. Ein derartiges Rückfahron der Hefe im Kroislauf in das Vorfahren hat jedoch eine lange mittlere Vorweilzeit der Hefe im Fermenter zur Folge.

Ziel der Erfindung

Ziel dor Erfindung ist die Bereitstellung eines verbesserten kontinuierlichen Verfahrens zur Herstellung von Alkohol.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrundo, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Erzeugung von Alkohol durch alkoholische Gärung zur Verfugung zu stellen, wolchns Verfahren eine hohe Produktivität aufweist, bei welchem es aber zugleich möglich ist, jegliches Rückführen der Hofe in das Vorfahren im Kreislauf zu vermeiden, so daß eine kurze mittlere Verweilzoit der Hefe in der Maische während der alkoholischen Gärung gewährleistet ist.

Zu diesem Zweck ist das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß man eine flockulierende Hefe einsetzt, daß man das Hefewachstum in einom ersten Umlauffermenter begünstigt, daß man das Hefewachstum in wenigstens einem anschließenden Umlauffermenter hemmt, daß man die Hefe von dor vergorenen Maische am Ende der genannten Kaskade abtrennt und daß man die abgetrennte Hefe ausscheidet.

Desgleichen ist die Vorrichtung gemäß der vorüugenden Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß sie mohrere Umlauffermenter und oi-ien Dekanteur umfaßt, welche Fermenter und welcher Dekanteur in der genannten Kaskade angeordnet sind. Tatsächlich hat man überraschenderweise festgestellt, daß es auf diese Weise möglich ist, eine alkoholische Gärung mit einer hohen Hefokonzentration in der Maische durchzuführen, ohne daß es erforderlich wäre, die von der vergorenen Maische abgetrennte Hefe im Kreislauf in das Vorfahren 2urürkzu führen, um diese Konzentration auf dem gewünschten Wert zu haiton. Insbesondere hat man festgestellt, daß dor Einsatz von kiskadenförr.iig angeordneten Umlauffermentorn die Möglichkeit biotet, oinorseits jene inneren Umlauf bedingungen für die Maische in jedem Fermontcr zu roalisieren, wolche Bedingungen den Einsatz einor flockulierenden Hefe gestatten, und andererseits solche Bedingungen für den Gosamtumlauf der Maische duich die genannte Kaskade zu realisieren, welche Bedingungen eine passende Erneuerung der hefomasso in jedem Formenter gestatten. Diese beiden Umlaufaiten, die hiermit „innerer Umlauf" bzw. mit „Gosamtumlauf" bezeichnet werden, könnonscmit jeweils gesondert, also praktisch unabhängig voneinander, realisiert und gerogolt werden, da sie einerseits über den größten Teil dos eigentlichen Innenkreislaufes in jedem Fermonter vermischt sind, und da sie andererseits recht unterschiedliche Maischendurchsätze mit einbeziehon, nämiich einen relativ hohen Durchsatz für den inneren Umlauf und einen relativ niedrigen Durchsatz für den Gosamtumlauf.

Auf Grund der vorstehend angeführten Voraussetzungen ist festgestellt worden, daß es auf diese Art und Wⁿise möglich ist, die mittlere Vorweilzeit der Hefe in der Maische während der alkoholischen Gärung um einige -zig Stunden zu verringern, während zugleich eine Produktivität in der Größenordnung von 20g Alkohol je h und je Liter Maische in der Vorrichtung gewähi 'eistet ist.

Die Bedeutung einer Verringerung der mittleren Verweilzeit der Hefe in der Maische beruht auf der Gefahr oiner Kontamination der Maische durch uneiwünschte Mikroorganismen.

Selbst wenn es zutrifft, daß die Wachstumsgeschwindigkeit der meisten Mikroorganismen unter gewissen herkömmlichen Gärungsbedingungen stark verlangsamt ist, und die Mikroorganismen daher dio Maische nicht kontaminieren können, so gibt es dennoch Mikroorganismen, wolche befähigt sind, sich aus Sporen zu vermehren und in einem Zeitraum von z. b. urei Wochen bis zu einem Mcnat jedwede Gärungseinrichtung zu besiedeln. Soll kontinuierlich übor lange Zeiträume gearbeitet werden, ohne das Risiko einer Kontamination einzugehen, so ist es daher wesentlich, dio mittlere Vorweilzoit der Hefe in der Maische drakonisch zu verkürzen.

Zur Durchführung des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung wird dio alkoholische Gärung vorzugsweise unter einem K. lendioxidgasdruck von wenigstens 1 bar realisiert, welchos Gas eine günstige Wirkung auf die physiologische Aktivität der Hole sowio auf deron Fälligkeit zur Flockenbildung ausübt.

Zu Beginn kann man in die Fermonter eine solche Hefemenge einbringen und dort anschließend aufrecht erhalten, daß die Maische vorzugsweise einen Hefegehalt von 30 bis 70g an Trockengewicht der Hefe je Liter aufweist.

Mari kann im ersten Fermenter den größten Teil der während der Gärung erzeugten Gesamthofomenge produzieren. Zu diesem Zweck kann man in den ersten Fermentor frische Maische mit einem Gehalt an 70 bis 100g an vergärbarem Zucker je Liter, in einer Menge von 0,8 bis 1,0 Volumenteilon an frischer Maische je Volumenteil an indem Gärgefäß enthaltener Maische und je Stundo einführen, oder, anders gosprochon, einen Verdünnungsgrad je Stunde von 0,8 bis 1,0 anwenden. Auf diese Weise beschränkt man den Alkoholgehalt der Maische in dem ersten Fermenter auf einen Wert von 30 bis 40g/l, welcher Wert noch das gewünschte Wachstum der Hofe zuläßt. Man kann das Wachstum der Hefe in dem ersten Umlaufformenter dadurch begünstigen, daß man in diesem Fermenter eine Sauerstoffmenge in die Maischo einführt, welche Sauerstoffmongo gleich groß wie oder geringfügig größer als dio für dioses Wachstum benötigte Mindestsauerstoffmenge ist, nämlich vorzugsweise 0,05 bis 0,15ml Sauerstoff von Atmosphärendruck je g Trockengewicht der Hefe und je Stunde, um eine vollständige Resorption des Sauerstoffs in der Maische zu ermöglichen. Die Anwendung dieser bloßen Mindostmengo an Sauerstoff wird insbesondere auf Grund der Wirkung einer periodischen Variation oder Pulsation der Sauerstoffkonzentration ermöglicht, welcher Variation die Hefe in der Maische dank insbesondere des inneren Umlaufes dor Maische in dem Fermontor unterworfen ist. Mpn kann das Wachstum der Hefe in den genannten anschließenden Umlauffermentern dadurch hemmen, daß man dort überhaupt keinen Sauerstoff einführt, und/odor dadurch, daß man z.B. die Konzentration an assimilierbarem Phosphat in der Maische begrenzt. Tatsächlich besteht keine Notwendigkeit einer Belüftung in den anschließenden Fermentern. Der Rostsauerstoff in der Maischo und die in dein ersten Farmenter erzeugten Zwischenmetaboliton reichen aus, damit die Alkoholproduktion durch alkoholische Gärung in den anschließenden Fermentern fortgesetzt wird.

So kann man in jeden der genannten anschließenden Fermenter einerseits frische Maische mit einem Gehalt von 150 bis 250g an vargärbarem Zucker je Liter, bei einem Verdünnungsgrad je Stunde von 0,04 bis 0,4, und andererseits vergorene Maische ι. inführen, welche aus dem vorhergehenden Fermenter übertragen worden ist, und zwar in einer Mengo je Stunde, weiche gleich gtoß wie die Gesamtmaischemenge je Stunde ist, dio in den vorhergehenden Fermonter eingeführt worden ist. Bei die'ser Vorgangsweise kann man den Alkoholgehalt der Maische in den genannton anschließenden Fermentern fortschreitend erhöhen und am Ende der genannten Kaskade einen Alkoholgehalt der Maischo von 55 bis 65g/l erhalten, Schließlich kann man am Endo der genannten Kaskade dio Hefe von dor vergorenen Maischo durch Dekantieren abtronnon. Vorzugsweise trennt man dio Hefe von der vergorenen Maische in einem Dekantour unter Kohlendioxidgasdruck ab, wobei die alkoholische Gärung in diesem Dokanteur vollendet werden kann. Dio in dom Dekantour abgetrennte Hefe, worin sio dio aus einem letzten Umlauffermonter kommenden Reste an vergärbarem Zucker in Alkohol überführen kann, wird somit nicht im Kreislauf in das Vorfahren rückgeführt, sondern wird vielmehr im Gegenteil beseitigt, um auf radikale Weise die mittlere Verweilzeit der Hofe in dar Maische einzuschränken. Die mittlere Vorwoilzoit ist dann praktisch gleich groß wio der Quotient aus dor gesamten, in den Formontern und im Dekanteur vorhandenen Hefemenge, dividiort durch die pro Stundo während der Gärung produzierte Hefemenge. Die mittlere Zoit, welche die frische, in den ersten Formenter eingeführte Maische braucht, um dio genannte Kaskade zu durchlaufen, ist im allgemein deutlich kürzer als diese mittlere Verwoilzoit dor Hofo in der Maische, wodurch die Langzeitstabilität des vorliegenden Verfahrens und der vorliegenden Vorrichtung erhöht wird, oder, anders gesprochen, .vodurch deren Sicherheit im Hinblick auf eine allfälligo Kontamination durch sporenbildendo Mikroorganismen erhöht wird.

Dio Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist somit dadurch gekennzeichnet, daß sie mehrere Uin.'auffermenter und einen Dekanteur umfaßt, welche Komponenten kaskadenförmig angeordnet sind. Die Umlauffermenter können von irgendeinem beliebigen Typus sein, bei welchem einerseits dio Maischo in einem geschlossenen Kreislauf zirkulieren kann und bei welchem andererseits dio in einer Fermentationszone hon sehenden Bedingungen die Vorwendung einer flockulioronden Hefe gestatten.

Ein Typus von Umlaufferrnonter, der sich besonders gut für den Aufbau der vorliegenden Vorrichtung eignet, ist jener Typus, der ein Gärgefäß umfaßt, über welchem eine Mammutpumpe angeordnet ist. Bei diesem Typus von Fermenter kann die Maische einzig und allein auf Giund der Wirkung des während dor alkoholischen Gärung freiwerdonden Kohlendioxidgasos im Umlauf gehalten werden. Das Kohlendioxidgas wird in dem Gärgefäß durch ein Gegendruckventil unter Druck in Lösung gehalten, und es übt seine pumpende Wirkung dadurch aus, daß es sich in der oberhalb dos Ventils angeordneten Leitung oder Mammutpumpo entspannt. In ganz kleinen Mengen kann Sauerstoff, gegebenenfalls im Gemisch mit Stickstoff und/oder Kohlendioxidgas, in den oberen Teil einer Rücklaufleitung eingeführt worden, welche den Kopf dor Mammutpumpe mit dem Boden des Gärgefäßes verbindet, und zwar auf solche Art und Weise, daß dieser Sauerstoff in dor Maischo vollständig resorbiert wird, noch bevor dieselbo in das Gärgefäß eintritt.

Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Vorrichtung ist somit dadurch gekennzeichnet, daß joder Umlaufformentor ein Gärgofäß, ein Gegendruckventil am Kopf des Gärgofäßos, eine Mammutpumpo oberhalb dos Gegondruckventils und eine Rücklaufleitung umfaßt, welche den Kopf der Mammutpumpe mit dom Unterteil des Gärgofäßos verbindet, wobei der erste Fermenter im Oberteil der genannten Rücklaufleitung eine Einführvorrichtunp für Gas aufweis· und wobei jeder Formonter eine Einfüllvorrichtung für frische Maische und/oder verbrauchte Maische sowie eine Speisevorrichtung für vergorene Maische aufweist, welche Vorrichtungen jeweils in dem Unterteil der genannton Rücklaufleitung einmünden, und daß der Dekantour ein unter Druck stehendes Dekantiorgofäß aufweist, welches an seinem Kopf mit einer Abzugsloitung für vergorene Maische verbunden ist und welches an seinem Boden mit einer Abzugsleitung für dekantierte Hefe verbunden ist, wobei die Speisevorrichtung für vergorene Maische des genannton letzton Formontors mit einer zum Dokantiergofäß führenden Einführvorrichtung für frische und/odor verbrauchte Maische verbunden ist.

Die Anzahl der Umlaufformenter kann z. B. 2 bis 6 betragen. Ihr Volumen kann erheblich sein. Es liegt vorzugsweise zwischen 50m³ und mehreren hundert m³. Das Gärgefäß weist vorzugsweise einen mittleren, zylindrischen Teil, einen Unterteil mit halbkugelförmigem Boden und einen halbkugelförmigen Oberteil auf. Der Horizontalschnitt des genannten Mittelteiles weist vorzugsweise eine solche Abm ssung auf, daß die Aufstoigegoschwi.ndigkeit der Maischo in dom Gärgofäß ungefähr 0,5 bis 2 cm/s beträgt. Die Höhe der Mammutpumpe ist vorzugsweise derart, daß im oberen Teil dos Gärgefäßesein Überdruck von mindestens 1 bar ausgeübt wird und daß ein Druck von etwa 0,5 bar zur Verfugung steht, um die Maische mit einem Durchsatz

in Umlauf zu haiton, welcher Durchsatz etwa dem 5-10fachen des Volumens des Fermontors je Stunde entspricht, wobei der Widerstand des gesamten Kreislaufes zu überwinden ist. Sollen in der Mammutpumpe z. B. etwa 35% an Gas. zurückgehalten werden, so bedeutet dies eine Gesamthöhe für die Pumpe von wenigstens etwa 15m.

Der Widerstand des Kreislaufes ist insbesondere auf den Wärmeaustauscher zurückzuführen, welcher vorzugsweise vom Typus eines Röhrenaustauschers ist, und der z.B. in der Rücklaufleitung vorgesehen sein muß, um eine Temperatur von etwa 30 bis 35°C in dem Gärgefäß aufrecht zu erhalten, wobei der Temperaturunterschied zwischen oben und unten im Gärgefäß nicht mehr als etwa 3⁰C beträgt.

Schließlich kann das Dekantiorgofäß z. B. oinon zylindri jchen Körper aufweisen, der oben mit einom flachon oder leicht gewölbten Deckel abgeschlossen ist und der unten vcn einem kegelstiimpfförmigen Boden abgeschlossen ist. Das Volumen dieses Gefäßes kann in der Größenordnung eines D.ittels oder der Hälfte des Volumens dor Gärgofäße liegen.

Ausführungsbelspiol

Die Erfindung wird nachstehend an einem Beispiol näher erläutert.

Die beiliegende Zeichnung zeigt in schematischer Darstellung eine Ausführungsfonn der erfindungsgemäßon Vorrichtung.

Bei der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform umfaßt die Vorrichtung vier kaskadenförmig angeordnete Umlaufformonter 1; 2; 3; Λ und einen Dekanteur 5. Jeder Umlauffermenter 1; 2; 3; 4 umfaßt ein Gärgefäß 11; 21; 31; 41, welches oinon zylindrischen Mittelteil aufweist, der unten und oben durch einen halbkugelförmigon Unterteil bzw einen halbkugelfo'rmigen Oberteil abgeschlossen ist.

Jodes Gärgefäß 11; 21; 31; 41 weist an seinem Kopf ein Gegendruckvontil 12; 22; 32; 42 auf, über welches es mit einer Mammutpumpe 13; 23; 33; 43 in Verbindung steht, die oberhalb jedes GSrgofäßes angeordnet ist. Jode Mammutpumpe ist eine einfache Pumpenkolonne oder -leitung, die an ihrem oberen Ende in eine GasabscheideeinrichUing vom Zyklontypus 14; 24; 34; 44 mündet.

Der Oberteil jedes Zyklons 14; 24; 34; 44 ist mit einer Abzugsleitung 6 für Kohlendioxidgas verbunden, während der Unterteil jedes Zyklons 14; 24; 34; 44 mit einer Rücklaufleitung 15; 25; 35; 45 verbunden ist, welche auf diese Weise den Kopf der Mammutpumpe 13; 23; 33; 43 mit dem Unterteil des Gärgefäßes 11; 21; 31; 41 verbindet.

Das erste Gärgefäß 11 weist eine Gaseinführvorrichtung in der Form einer Gasspeiseleitung 7 auf, welche in den Oberteil der Rücklaufleitung 15 einmündet. Jede Rücklaufleitung 15; 25; 35; 45 durchläuft in ihrem unteron Teil einen Röhrenwärmeaustauscher 16; 26; 36; 46.

Jeder Fermenter 1; 2; 3; 4 weist eine Einführvorrichtung für frische un J/oder verbrauchte Maische auf, welche Einführvorrichtung in den unteron Teil der Rücklaufleitung 15; 25; 35; 45, unterhalb des Wärmeaustauschers 16; 26; 36; 46, einmündet. Für don ersten Fermenter 1 umfaßt diese Einführvorrichtung eine Speiseleitung 18 für frische verdünnte Maische und ein Speiseventil 19 für frische verdünnte Maische, Für die folgenden Fermentor 2; 3; 4 umfaßt diese Einführvorrichtung eine Speiseleitung 27; 37; 47 für verbrauchte Maische und eine Speiseleitung 28:38; 48 für frische, konzentrierte Maische, welche letztere Spoiseloitung 28; 38; 48 mit einer Zuführleitung 8 für frische, konzentrierte Maische und mit einem Speisovontil 29; 39; 49 für frische, konzentrierte Maische verbunden ist.

Jeder Fermenter 1; 2; 3; 4 weist außerdem eine Speisevorrichtung für vergorene Maische auf, welche Speisevorrichtung von der Rücklaufleitung unterhalb des Wärmeaustauschers 16; 26; 36; 46 abzweigt. Für die drei ersten Fermenter 1; 2; 3 umfaßt diese Vorrichtung eine Speiseleitung 101; 201; 301 für vergorene Maische, wehhe Speiseleitung über ein Speiseventil 102; 202; 302 mit der Speiseleitung 27; 37; 47 für verbrauchte Maische dos nächstfolgenden Formenters 2; 3; 4 verbunden ist. Für den letzten Fermenter 4 besteht diese Speisevorrichtung aus einor einfachen Speiseleitung 401 für vergorene Maische, wekho Speiseleitung 401 direkt mit einer Speiseleitung 57 für verbrauchte Masche in den Dekanteur 5 verbunden ist.

Schließlich mündet jode Rücklaufleitung 15; 25; 35; 45 über eine Vonturi-Mischvoi richtung 105; 205; 305; 405 in den unteron Teil des Gärgefäßes 11; 21; 31; 41 ein.

Der Dekantour 5 umfaßt ein unter Druck stehendes Dekantiergefäß 51, welches einen zylindrischen Mittoltoil aufweist, der oben von einem flachen Deckel und unten von einem konischen Boden abgeschlossen wird. Das Gefäß 51 ist über meinen Kopf oder Deckel und über oin Abzugsventil 502 mit einer Abzugsleitung 501 für vergorene Maische verbunden. Das Gefäß 51 ist an seinem Boden über ein Entleerungsventil 504 mit einer Entleerungsleitung 503 verbunden.

Der Dekantour 5 weist ebenfalls eine Einführvorrichtung für frische und/oder vorbrauchto Maische auf, welche Einführvorrichtung in den unterenTeil des zylindrischen Mittelteiles dos Dekantiergefäßos einmündet. Diese Einführvorrichtung umfaßt die Speiseleitung 57 für aus dem letzton Fermonter 4 kommende Maische und eine Speiseleitung 58 für frische, konzentrierte Maische, welche über ein Speisevontil 59 mit dor Zufuhrleitung 8 verbunden ist, Das nachstehende Beispiel veranschaulicht eine Ausführungsform des vorliegenden Verfahrens zur Erzeugung von Alkohol durch kontinuierliche alkoholische Gärung,

Beispiel

Zur Durchführung einer kontinuierlichen alkoholischen Gärung nach dem vorliegenden Verfahren benutzt man eine Vorrichtung von der Art, wie sie vorstehend unter Bezugnahme auf die angeschlossene Zeichnung beschrieben worden ist.

Bei diener Vorrichtung weisen die vier Fermenter jeweils ein Gesamtvolumen von 100 m³ und eine Gesamthöho von 24 m auf. Der Dekantour weist ein Volumen von 50rn³ auf. Die Gärgofäße der Fermenter und des Dekantiergefäßos haben jeweils einen Durchmesser von 5m.

Nach einar Anlaufphase, während welcher man die erforderliche Menge an flockulierendor Hefe Saccharomyces cerevisiao CBS2961 in die Gärgefäße einführt und/oder in den Gärgofäßon produziert, führt man das Gärungsverfahren kontinuierlich unter den Bedingungen durch, die in der nachstehenden Tabelle zusammengefaßt sind:

	1	2	3	4	-5- 267 052
Tabelle	90	28,8	23,4	16,2
Fermenter (NR.)					Dekanteur
Menge an zugeführter	85	181	181	181	4,5
frischer Maische (mVh)
Gehalt der zugeführten					181
frischen Maische an	0,9	0,288	0,234	0,162
vergärbarom Zucker (g/l)
Verdünnungsgrad durch					0,09
die zugeführte frische
Maische(rT')	0,9	1,188	1,422	1,584
stündlicher Gesamt-	36,1	^6,0	35,4	34,9
verdünnungsgrad (h~')					3,260
Hefegehalt der Maische					60
in den Gärgefäßen, aus
gedrückt als Trocken	11,6	8,9	8,2	8,0
gewicht der Hefe (g/l)
Mittlere Verweilzeit					7,5
der Hefe in den Gär	36,9	47,8	53,0	57,5
gefäßen (h)
Alkoholgehalt der	0,2	—	—	—	60
Maische (g/l)
Sauerstoffmenge mi.					—
Atmosphärendruck, die
in Form von Luft Gin	700	500	500	500
geführt wird (mVmin)
innere Umlaufgeschwin				—
digkeit der Maische (m³/h)

Unter diesen Bedingungen botrigt die Gesamtumlaufgeschwindigkeit der Maische, oder, anders gesprochen, der

Gosamtdurchsntz durch die Vorrichtung, 163m³/h. Die Gesamtproduktion an Alkohol, derunter jener Alkohol, den man aus dem durch die Zyklone abgezogene CO? wiedergewinnt, beträgt 9,63 t/h, was eine Produktivität von 21,4 g Alkohol je h und je Liter an Gesamtvolumen der Vorrichtung darstellt.

Die Gesamtmenge an produzierter Hofe beträgt 400kg/h, welche Hefe in der Form von 3,63m³/h einer Suspension, welche 110g Trockengewicht an Hefe je Liter enthält, beseitigt wird.

Auf diese Art und Weise kann die alkoholische Gärung während mehrerer Monate fortgesetzt werden, ohne daß die Gefahr einer Kontamination durch einen sporenbildenden Mikroorganismus bostoht.

Claims

1. Kontinuierliches Verfahren zur Herstellung von Alkohol durch alkoholische Gärung aus einer Maische in kaskadenförmig angeordneten Gärgefäßen, bei welchem Verfahren man frische Maische und Sauerstoff kontinuierlich am Beginn der Kaskade einführt und bei welchem Verfahren man die vergorene Maischo kontinuierlich am Ende der Kaskade abzieht, dadurch gekennzeichnet, daß man eine flockulierenoe Hefe einsetzt, daß man das Hefewachstum in einem ersten Umlauffermenter begünstigt, daß man das Hefewachstum in wenigstens einem anschließenden Umlaufferrnenter hemmt, daß man die Hefe von der vergorenen Maische am Ende der genannten Kaskade abtrennt und daß man die abgetrennte Hefe ausscheidet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die alkoholische Gärung unter einem Druck des Kohlendioxidgases von wenigstens 1 bar durchführt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Maische einen Hefegehalt von 30-7Og Trockengewicht Hefe je Liter in den Gärgefäßen aufweist.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man in den ersten Fermenter frische Maische mit einem Gehalt an 70-10Og an vergärbarem Zucker je Liter, bei einem stundlichen Verdünnungsgrad von 0,8-1,0, einführt.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man in das erste Gärgefäß 0,05-0,15 ml Sauerstoff von Atmosphärendruck je g Trockengewicht der Hefe und je Stunde in die Maische einführt.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man in jeden der genannten anschließenden Fermenter einerseits frische Maische mit einem Gehalt von 150-25Og an vergärbarem Zucker je Liter, bei einem Verdünnungsgrad je Stunde von 0,04 bis 0,4, und andererseits vergorene Maische einführt, welche aus dem vorhergehenden Fermenter übertragen worden ist, und zwar in einer Menge je Stunde, welche gleich groß wie die Gesamtmaischemenge je Stunde ist, die in den vorhergehenden Fermenter eingeführt worden ist.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Alkoholgehalt der Maische 30-40g/l im ersten Gärgefäß und 55-65g/l am Ende der genannten Kaskade beträgt.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hefe von der vergorenen Maische in einem Dekanteur unter Druck abtrennt und daß man die Gärung dort vollendet.

9. Vorrichtung zur kontinuierlichen Alkoholproduktion, umfassend mehrere kaskadenförmig angeordnete Gärgefäße, dadurch gekennzeichnet, daß sie mehrere Umlauffermenter (1; 2; 3; 4) und einen Dekanteur (51) umfaßt, welche Komponenten in der genannten Kaskadenform angeordnet sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Umlauffermenter (1; 2; 3:4) ein Gärgefäß (11; 21; 31; 41), ein Gegendruckventil (12; 22; 32; 42) am Kopf des Gärgefäßes {11; 21; 31; 41), eine Mammutpumpe (13; 23; 33; 43) oberhalb des Gegendruckventils (12; 22; 32; 42) und eine Rücklauf leitung (1b; 25; 35; 45) umfaßt, welche den Kopf der Mammutpumpe (13; 23; 33; 43) mit dem Unterteil des Gärgefäßes (11; 21; 31; 41) verbindet, wobei der erste Fermenter (1) im Oberteil der genannten Rücklauf leitung (1) eine Einführvorrichtung (7) für Gas aufweist und wobei jeder Fermenter (1; 2; 3; 4) eine Einführvorrichtung (18; 19; 27; 37; 47) für frische Maische und/ oder verbrauchte Maische sowie eine Speisevorrichtung (28; 38; 48; 8; 29; 39; 49) für vergorene Maische aufweist, welche Vorrichtungen (8; 18; 19; 27; 37; 47; 28; 38; 48; 29; 39; 49) jeweils in den Unterteil der genannten Rückloufleitung (15; 25; 35; 45) einmünden, und daß der Dekanteur (51) ein unter Druck stehendes Dekantiergefäß aufweist, welches an seinem Kopf mit einer Abzugsleitung 501 für vergorene Maische verbunden ist und welches an seinem Boden mit einer Abiugsleitung (403) für dekantierte Hefe verbunden ist, wobei die Speisevorrichtung für vergorene Maische des genannten letzten Fermenters (4) mit einer zum Dekaniiergefäß (51) führenden Einführvorrichtung (8; 57; 58; 59) für frische und/oder verbrauchte Maische verbunden ist.

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