DE757743C

DE757743C - Verfahren zur Gewinnung von Alkohol durch Vergaeren von Ablaugen der Zellstoffherstellung

Info

Publication number: DE757743C
Application number: DEM146144D
Authority: DE
Inventors: Otto Von Dr-Ing Keussler
Original assignee: E Merck AG
Current assignee: Merck KGaA
Priority date: 1939-09-26
Filing date: 1939-09-26
Publication date: 1953-02-16

Description

Verfahren zur Gewinnung von Alkohol durch Vergären von Ablaugen der Zellstoffherstellung Bei der Vergärung der Sulfitablaugen, die bei der Zellstoffherstellung aus Nadelhölzern anfallen, erzielt man durchschnittlich 7 bis 91 Alkohol pro Kubikmeter Ablauge. Die Ablaugen haben dabei vor der Vergärung einen-Zuckergehalt (reduzierende Substanz) von durchschnittlich 2o bis ad. kg/cbm Ablauge. Die Ausbeute, bezogen auf den Anfangszucker, beträgt daher, wenn man i8o kg Zucker = i io 1 Alkohol setzt, bei 8 1 Alkohol pro 22 kg Anfangszucker 6o o%o. Von der in den Laugen vorhandenen reduzierenden. Substanz werden also 6o '/o in Alkohol umgesetzt und 4o % bleiben unvergoren.
Bei der Vergärung von Sulfitablaugen, die bei der Zellstoffherstellung aus Laubhölzern anfallen (Buche, Pappel, Esche usw.), erzielt man viel geringere Ausbeuten an Alkohol, selbst wenn. der Gehalt an reduzierender Substanz in den Laugen vor der Vergärung gleich oder sogar höher ist als bei den Nadelholzablaugen. Bei gleichem Zuckergehalt pro Kubikmeter Lauge wie im obigen Beispiel kann man bei Laubhölzern nur 1,5 bis 3 1 Alkohol pro Kubikmeter Lauge erzielen.
Es wurde nun gefunden, daß man bei der Vergärung eines Gemisches von N adelholz-und Laubholzablaugen, welches bis zu 40% Laubholzablauge enthält, Alkoholausbeuten erzielt, die über dem zu erwartenden Mitteltvert der einzelnen Alkoholausbeuten liegen, wenn man bei der Vergärung mit hohen Hefekonzentrationen arbeitet und eine an: die Mitvergärung von Buchenholzablauge gewöhnte Hefe verwendet. Diese Gewöhnung erzielt man am besten dadurch, daß man die Hefe aus dem vergorenen Ahlaugengemisch in an sich bekannter Weise, z. B. durch Separatoren, abscheidet und dem frischen Gemisch immer wieder zusetzt. Bei diesem Verfahren sind diejenigen. Bedingungen zu beachten, die in den deutschen Patenten 596 io; und 630 193 mitgeteilt sind.
Bei der Vergärung von N adelliolzablaugen, die bis zu 4o 1/o Laubholzahlaugen enthalten, wird daher erfindungsgemäß wie folgt gearbeitet: Der zu vergärenden Nadelholzablauge wird allmählich bis, zu -.o % Laubliolzablauge zugesetzt und dabei nach der Vergärung die Hefe aus der vergorenen Ablauge- in bekannter Weise durch Separatoren oder andere geeignete Mittel abgeschieden. Die so gewonnene Hefemilch wird dem neu zu vergärenden- Ablaugegeinisch immer wieder zugesetzt, so daß die Hefe sich nach und nach an die besonderen Bedingungen des Ablaugengemisches gewöhnt. Entsprechend dem Mischungsverhältnis, der Beschaffenheit der Ablaugen und den zugesetzten Hefenähr-Substanzen, stellt sich dann mit der Zeit eine Hefekonzentration, ein, die jedenfalls oberhalb der üblichen Hefekonzentration liegt.
Es ist zweckmäßig, bei der Vergärung in den. Bottichen für eine gute Durchmischung von Hefe und Gärgut zu sorgen, z. ß. durch Rührwerke. Umwälzpumpen od. dgl. Mittel. Die Gärbottiche können offen oder geschlossen sein. Vorzugsweise wird unter einer Kohlensäureatmosphäre oder der eines anderen indifferenten: Gases, d. li. unter Luftabschluß, vergoren.
Das Verfahren läßt sich sowohl bei den absatzweise arleitenden als auch bei den ununterbrochenen Gärverfahren anwenden, bei denen auch die Abtrennung und Zugabe der Hefemilch ohne Unterbrechung erfolgt. ablauge vor der Vergärung gemischt und dann der ununterbrochen arbeitenden Gäranlage zugeführt. Als Hefenährsubstanz wird auf ioo cbm Gemisch etwa i kg Diaminoniumphosphat zugesetzt. Die Gärbottiche sind geschlossen, so daß über der gärenden Flüssigkeit eine C02 Atmosphäre steht. Umwälzpumpen sorgen dafür, daß die Hefe sich in den Bottichen nicht absetzt. Aus der vergorenen Ablauge wird die Hefe durch Separatoren abgeschieden und die gewonnene Hefemilch, etwa io% der Laugenmenge, dein Gärbottich ununterbrochen wieder zugeführt. Bei einem durchschnittlichenGehalt an Zucker (reduzierender Substanz) des Laugengemisches von 2q. kg/cbm werden 8,2 1 Alkohol pro Kubikmeter Lauge erhalten. Die Hefekonzentration, die anfänglich 6-iog pro Kubikzentimeter betrug, steigt im Verlauf von einigen Monaten auf iio. ios Zellen an, nachdem sich die Hefe an das Laugengemisch gewöhnt hat. Gleichzeitig tritt eine weitere Steigerung der Alkoholausbeute auf 8,61 pro Kubikmeter ein.
Die in dem vorstehenden Beispiel benutzte N 1 adelholzablaugee enthielt 2.2,3 kg/cbm reduzierende Substanz und ergab für sich allein vergoren 8,85 1/cbm Alkohol. Die Buchenholzablauge enthielt 28,okg/cbm reduzierende Substanz und ergab für sich allein vergoren 3,8 1/cbm Alkohol. In dem Gemisch von 70°/0 Nadelholz- und 30% Buchenholzablauge waren also 24 kg/cbm reduzierende Substanz vorhanden. Bei der Vergärung konnten 8,85' 0,7 -+- 3,8' 0,3 = 7,34 1/cbm Alkohol erwartet werden. Tatsächlich aber wurden 8,2 bis 8,61/cbm Alkohol erhalten, d. h. eine über die Berechnung hinausgehende Alkoholmehrausbeute von i i bis 11,7'10.
Diese überraschend hohen Alkoholausbeuten wurden durch das Zusammenwirken folgender für die vorliegende Erfindung charakteristischen Verfahrensmaßnahmen erzielt: i. Das Gemisch soll nicht mehr als q.00/0 Laubholzablauge enthalten.
2. Die Vergärung wird bei verhältnismäßig hohen Hefekonzentrationen durchgeführt. Darunter versteht der Gärungsfachmann folgendes: Bei den verbreitetsten Gärungsverfahren. (Verschneideverfahren, Reinzuchthefeverfahren, Fesselgärverfahren) werden normale Hefekonzentrationen von ungefähr io bis 2o - ios Hefezellen/ccm angewendet. Die beim vorliegenden Verfahren benutzten verhältnismäßig hohen Hefekonzentrationen können auf das Zehn- und Mehrfache der normalen Hefekonzentrationen ansteigen. Sie sind z. B. charakteristisch für die obengenannten Gärverfahren nach den deutschen Patenten 596 107 und 630 193. Beispiel In einer Sulfitzellstoffabrik wird Nadelholz und Buchenholz verarbeitet. Die anfallenden Ablaugen werden im Verhältnis von 0% N adelholzablauge und 30% Laubholz- 3. Die Hefe soll aus dem vergorenen Ablaugengemisch in an sich bekannter Weise, z. B. mittels Separatoren, abgeschieden und dem frischen Gärgemisch wieder zugesetzt werden. Durch diese Maßnahme wird es überhaupt erst möglich, die unter a geforderte verhältnismäßig hohe Hefekonzentration zu erreichen und aufrechtzuhalten. Würde man einfach bei einem der üblichen Gärverfahren ein. Gemisch von Nadelholzablauge mit bis zu 4017o, Laubholzablauge einsetzen, so würde dabei die Hefe absterben. Durch die Wiedergewinnung der Hefe und ihre Rückführung nach dem vorliegenden Verfahren erzielt man eine Gewöhnung der Hefe an die ungünstigen Eigenschaften der Laubholzablauge.

Claims

PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Gewinnung von Alkohol aus den Ablaugen der Zellstoffherstellung, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Gemisch von Nadel- und Laubholzablaugen, welches bis zu 40% Laubholzablaugenenthält, bei verhältnismäßig hoher Hefekonzentration vergärt, wobei die Hefe aus dem vergorenen Ablaugengemisch in an sich bekannter Weise abgeschieden und dem frischen Gemisch wieder zugesetzt wird.