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Verfahren zur Herstellung von Hefe.
Mit der Einführung des Zulaufverfahrens, nach welchem heute fast allgemein Presshefe hergestellt wird, ist wohl die Ausbeute bedeutend gesteigert worden, doch hat dieses Verfahren den Charakter der
Presshefe vollständig verändert. Durch dieses künstliche Zuchtverfahren, welches die Erzielung höchster
Ausbeuten bezweckt, hat die Hefe einen Teil ihrer wertvollen Eigenschaften verloren, so insbesondere die hohe Triebkraft und das Anhalten derselben, nicht nur während des Backprozesses, sondern auch nach längerem Lagern vor dem Verbrauche, dafür aber solche Eigenschaften angenommen, die vielfach ein Zerfliessen des Teiges verursachen, so dass das Gebäck unansehnlich wird und in vielen Fällen überhaupt nicht zum Verlaufe gelangen kann.
Nicht behaftet mit diesem Mangel sind die nach dem alten Anstellverfahren erzeugten Getreidehefen vom Typus der Delfter Hefe, doch ist der Gestehungspreis dieser Hefearten so hoch, dass eine Konkurrenz mit der nach dem billigen Zulaufverfahren hergestellten Melassehefe meist nicht möglich ist.
Während als besondere Vorteile des Zulaufverfahrens die konstante Maischkonzentration und allmähliche Zugabe der Nährstoffe zur gärenden Maische (also die dauernde Erhaltung eines Hungerzustandes) hervorgehoben werden, denen zufolge die hohe Ausbeute erzielt wird, sind auf Grund eingehender Untersuchungen und praktischer Versuche, gemäss der neuen Erfindung, gerade diese beiden Umstände massgebend für die schlechte Qualität der nach dem Zulaufverfahren hergestellten Presshefe.
Es ist allgemein bekannt, dass der grosse Überschuss der Melasse an nichtverwertbaren Salzen der Gärung sehr abträglich ist, insbesondere wirken die Alkalisulfate und Hydrosulfate, die bei der Klärung der Melasse mit Schwefelsäure entstehen, auf die Hefezellen giftig, woran auch sehr starke Verdünnung der Maische nichts ändern kann. Wir wissen weiter, dass die biologische Schädlichkeit aller in Betracht kommenden Verbindungen von deren Dissoziationsgrad abhängig ist und dass die Azidität der für die optimalen Lebensbedingungen erforderlichen saueren Reaktion der Nährlösung durch die freien Wasserstoffionen hervorgerufen wird, die durch Dissoziation von Säuren oder saurer Salze der Maische in Lösung gehen.
Der übermässigen Dissoziation wirken verschiedene Salze bzw. organische Verbindungen entgegen und wir sprechen von einer Pufferwirkung solcher Stoffe, zu welchen in erster Linie die organischen Stickstoffverbindungen, insbesondere die Aminosäuren und die phosphorsauren Salze, zählen, beide Verbindungen, die der Hefe als Nahrung dienen. Es ist ohne weiteres klar. dass eine biologische Nährlösung um so besser gepuffert ist, je mehr solche natürliche Pufferstoffe in der Lösung vorhanden sind und dass die Pufferung mit fortschreitender Aufzehrung dieser Stoffe eine Verminderung erfährt, die allmählich und in dem Masse zunimmt, als die Endvergärung fortschreitet.
Diese allmähliche Abnahme der Pufferung ist die natürliche Folgeerscheinung jedes biologischen Lebensprozesses und wir finden dieselbe auch bei dem alten, bewährten Anstellverfahren, wo sämtliche Nährstoffe der Hefe auf einmal als Nahrung geboten werden. Bei jedem natürlichen Gärungsvorgange spielen sich ähnliche Prozesse ab, so z. B. bei der Weingärung.
Anders liegen die Verhältnisse bei dem Zulaufverfahren, denn hier werden der Hefe jeweils nur soviel Nährstoffe geboten, als diese unbedingt zur Vermehrung benötigt, so dass die Hefe von Anbeginn und während der ganzen Dauer der Gärung, soweit die eigenen Nährstoffe in Betracht kommen, auf deren puffernde Wirkung verzichten muss. Das Milieu, in welchem die Hefezelle zu leben gezwungen ist, ist demnach denkbar ungünstig.
Um sich der Giftwirkung der mangels genügender Mengen von Pufferstoffen ungehemmt dissoziierenden, schädlichen Stoffe zu erwehren, scheidet die Hefezelle Schutz-
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stoffe aus, doch geht dies auf Kosten ihrer Konstitution und es ist ohne weiteres klar, dass eine Hefe, die einen ständigen Abwehrkampf zu führen gezwungen ist, sieh anders entwickelt, als eine solche, die unter normalen Lebensbedingungen sich vermehrt. Die Hefezelle, die bekanntlich ein Schmarotzerpilz ist, reagiert auf die Giftwirkung mit einer erhöhten Vermehrung (Erhaltung der Art), doch ist die solcher-
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tische Fähigkeiten, denen zufolge auch die Haltbarkeit leidet, alles Eigenschaften, die den Wert der Hefe als Backmittel empfindlich beeinträchtigen.
Dem alten Fiillverfahren, welches hinsichtlich seiner
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Nachteil an, dass zur Erzielung einer erträglichen Ausbeute mit sehr grosser Verdünnung und mit enormen Luftmengen (also erhöhtem Kraftaufwand) gearbeitet werden muss, was wieder vermehrten Bottichraum und die Bereitstellung grosser Flüssigkeitsmengen innerhalb kurzer Zeit erfordert.
Der neuen Erfindung liegt das Bestreben zugrunde, die Vorteile des Anstellverfahrens auszunützen,
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enthält, welche zur optimalen Vermehrung nötig sind, unter Belüftung vergoren wird. Sobald die Nahrungsstoffe der Lösung aufgezehrt sind, wird die verbrauchte Nährlösung durch frische ersetzt, indem die Hefe von der Maische vermittels Zentrifugen oder andern geeigneten Vorrichtungen abgetrennt wird und sofort in einen bereits mit der Ersatznährlösung gefüllten Bottich gebracht, wo die Gärung fortgesetzt wird. Dieser Vorgang kann beliebig oft wiederholt werden, bis die gewünschte Ausbeute bzw. ein gewünschtes Vielfaches der ausgesäten Stellhefe erreicht ist ; die so gewonnene Hefe kann entweder
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c) x 1 Kühlwasser während der Gärung.
2. Nach dem neuen Verfahren, da die Gärung auf vier (eventuell auch mehr) Teile zerlegt ist a) einen Bottich von höchstens 6500 1 Inhalt (5000 l Füllung + 1500 l Steigraum für den Schaum), b) 5. 50.12 = 3000 M Luft, c) x/4 l Kühlwasser während der Gärung.
Die Gärung dauert wohl um den Zeitverlust, der durch das Zentrifugieren jeweils entsteht, länger, doch wird derselbe dadurch eingebracht, dass am Ende der Gärung nur 5000 1 : Maische zu schleudern sind, während nach dem Zulaufverfahren die ganzen 20. 000 l auf einmal geschleudert werden müssen.
Der Kraftaufwand für das Zentrifugieren ist in beiden Fällen derselbe, der Unterschied besteht nur darinnen, dass das Abschleudern derselben Flüssigkeitsmenge nach dem Verfahren nach der Erfindung in vier oder mehr Raten bewerkstelligt wird.
Aus vorliegendem Beispiele geht klar hervor, dass das Verfahren ein ausgesprochenes Sparverfahren ist, denn es wird nicht nur der Kraftbedarf für die Belüftung auf einen Bruchteil des bisherigen Aufwandes herabgedrückt, es kann auch die gesamte Maschinenanlage und Apparatur auf ein Viertel der bisher notwendigen Dimensionen und noch mehr verringert werden, wodurch die Hefefabrikation, bei hochwertigster Qualität des Produktes, ganz wesentlich verbilligt wird. Das Anlagekapital für eine Hefefabrik beträgt nur noch einen Bruchteil der bisherigen Kosten, so dass die Hefefabrikation entsprechend dem örtlichen Bedürfnisse in die Absatzgebiete verlegt werden kann, wodurch wieder bedeu-
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volkswirtschaftliche Bedeutung zu.
Bei diesem Verfahren ist es auch zweckmässig, die Luftzufuhr innerhalb der Hauptgärung beliebig
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Verhältnis zwischen Alkohol und Hefe, bald mit Temperaturen über 20 C bis zu 35 C oder mit Temperaturen unter 20 C bis zu 50 C gegoren werden und die Temperatursteigerung oder Erniedrigung beliebig variiert werden.
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bis zu zehn Chargen erfolgt, bzw. dadurch, dass der Austausch der verbrauchten Nährlösung in öfterer Reihenfolge vorgenommen wird.
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Das Verfahren gewährleistet auch eine infektionsfreie Gärung. da durch das periodische Abschleudern der Maische eine etwa im Entstehen begriffene Bakterieninfektion hintangehalten wird, da die bedeutend leichteren Bakterien beim Schleudern mit der Würze abgehen und so aus der Hefe entfernt werden.
Ausserdem gestattet das Verfahren auch eine Veredelung von Melassehefe dadurch, dass man das Nährsubstrat (Nährlösung) in den einzelnen Teilgärungen nicht nur erneuert, sondern auch wechselt.
Man kann beispielsweise zuerst auf reiner Melassewürze gären und, entsprechend dem Ergebnisse der Kalkulationsberechnung, in den weiteren Gärungen mit Gemischen von Getreidemaischen oder mit reinen Getreidemaischen die Gärung fortsetzen oder beenden, wodurch man eine Hefe von mehr oder minder reinem Getreidehefeeharakter erhält. Natürlich kann die Hefe auch nur aus reinen Getreidemaischen hergestellt werden.
Im Gegensatze zu den derzeit üblichen Beimischungen von Getreide zur Melassewürze, die hauptsächlich bei der Bereitung der Stellliefe vorgenommen werden, wird der Getreideanteil nach dem Verfahren vollkommen getrennt von der Melasse vergoren, wodurch der üble Melassegeruch der Hefe entzogen wird, selbst dann, wenn nur kleine Mengen Getreide mitverwendet werden. Das Verfahren ist daher auch als Veredelungsverfahren anzusprechen. Gegenüber dem Zulaufverfahren einerseits und dem alten Abstellverfahren anderseits ist das Verfahren durch die Bezeichnung,. Wechselverfahren" gekennzeichnet.
Es ist wohl bekannt, flüssige Hefe als Stellheie zu verwenden, aber es wurde noch niemals gemacht, dass während der Hauptgärung, sei es bei der Herstellung von Stellliefe oder der Erzeugung von Verkaufshefe, die verbrauchte Nährlösung periodisch durch vollständigen Ersatz ausgetauscht wurde, auch wurde bisher niemals innerhalb eines Gärungsvorganges das Substrat geändert. Vollkommen neu und überraschend ist an dem Verfahren die ganz enorme Kraftersparnis und die Reduzierung der Apparatur auf einen Bruchteil der bisher üblichen Dimensionen. Neu ist weiter die aussergewöhnliche Verbesserung der Hefequalität und das Veredelungsverfahren durch den Weehsel des Nährsubstrates innerhalb desselben Gärungsprozesses.
PATENT-ANSPRÜCHE : 1. Verfahren zur Herstellung von Hefe aus beliebigen Zuckerlösungen, dadurch gekennzeichnet, dass die Gärung nach dem alten Anstellverfahren eingeleitet wird, indem ein Teil der verdünnten Nährlösung, die sämtliche notwendigen Nährstoffe enthält, unter Belüftung vergoren wird und nach Aufzehrung der Nährstoffe ein periodischer, doch vollständiger Austausch der Nährlösung erfolgt, der nach Massgabe des Verbrauches der Nährstoffe, entsprechend dem Ergebnisse fortlaufender Analysen, in beliebig wiederholter Reihenfolge und, entsprechend dem gewünschten Ausbeutungsverhältnis bzw. der gewünschten Vervielfältigung der Aussaathefe, vermittels von Zentrifugen oder andern geeigneten Vorrichtungen zum Abscheiden der Hefe von der Würze vorgenommen wird.