Titel: Heumen und Hasselt, über Hefefabrikation.
Autor: Heumen, F.
Hasselt, W. S.
Fundstelle: 1876, Band 221 (S. 451–465)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj221/ar221120

Ueber Hefe-Fabrikation; von F. van Heumen und W. S. van Hasselt.

Die Hefe wird zur Zeit nach drei Methoden bereitet, deren jede sich nach dem jeweiligen localen Verhältnisse ausgebildet hat, und zwar nach 1) der holländischen, 2) der deutschen Methode und 3) der Methode mit klarer Maische.

In Holland ist der producirte Spiritus besteuert, die Bottiche und Apparate sind dagegen steuerfrei; in Folge dessen wendet man hier viele Gährungsgefäße an. In Deutschland sind hingegen die Gefäße besteuert, und hatte die Gährungstechnik dort also vor allem die Aufgabe, den Gährraum soviel wie möglich einzuschränken und auszunützen. Die dritte Methode endlich entstand aus dem Bedürfniß nach einer reinen und kräftigen Hefe seitens der Bäcker, denen gewöhnlich nur ein beschränkter Raum zur Disposition steht und demnach viel an einer kräftigen Hefe, welche den Teig schnell steigen macht, gelegen ist. Auch bei der Fabrikation von Bieressig, wozu eine klare Maische nöthig ist, befolgt man diese Methode.

Die Frage, welche dieser Methoden unter sonst gleichen Verhältnissen den Vorzug verdient, ist schwerlich direct zu beantworten. Wir werden im Folgenden die Vor- und Nachtheile der verschiedenen Methoden gegen einander abwägen und dann ein Verfahren angeben, welches in sich die Vortheile aller vereinigt; es sei zu diesem Zweck eine kurze Beschreibung der obengenannten drei Methoden vorangeschickt.

1) Holländische Methode. Das Rohmaterial ist immer Roggen und Gerstenmalz, welche, ohne die Keime vom gedarrten Malz zu trennen, fein gemahlen und dann in gleichen Theilen erst mit kaltem |452| und dann mit heißem Wasser direct eingemaischt werden, bis die Temperatur etwa 65° C. erreicht hat; nach 1 bis 2 Stunden kühlt man mit klarer Schlempe von beiläufig 37° und alsdann mit kaltem Wasser bis auf eine Temperatur von 30 bis 32°; zu gleicher Zeit wird die Hefe zugesetzt. Der Bottich ist jetzt ungefähr ganz gefüllt.

Allmälig fängt die Gährung an, aber im Anfang so langsam, daß die Treber und andere nicht gelöste Substanzen sich absetzen können, wozu ungefähr 3 Stunden nöthig sind. Man läßt jetzt die mehr oder weniger klare Flüssigkeit ablaufen und pumpt dieselbe in ein flaches viereckiges Gefäß, wobei die Temperatur der Flüssigkeit auf etwa 20° heruntergeht. In diesem Gefäß, welches die Maische von 4 bis 5 Bottichen aufnimmt, findet die eigentliche Gährung und Hefebildung, statt; es entstehen zwei Schichten Hefe, eine an der Oberfläche der Flüssigkeit, und eine auf dem Boden des Gefäßes. Nach Beendigung dieser Hauptgährung wird die zwischen den beiden Hefeschichten befindliche klare Maische abgelassen und in die ersten Maischbottiche zurückgebracht, wo dieselbe mit den zurückgelassenen Trebern ihre Gährung vollendet. Die Hefe wird in kleinere Gefäße gebracht, wo dieselbe sich ganz ablagert, und (indem man die darüberstehende Maische ebenfalls in die Bottiche zurückbringt) durch ein Sieb oder durch einen groben leinenen Sack gesiebt, abgewaschen und endlich gepreßt.

Es muß noch bemerkt werden, daß die Destillation stets in einfachen, auf offenem Feuer geheizten Blasen und die Abkühlung der Schlempe bis auf die Lufttemperatur in flachen Kästen stattfindet.

Der Schlempezusatz variirt von 1/4 bis 1/3, je nachdem die Temperatur derselben im Sommer oder Winter höher oder niedriger ist.

Die Gährbottiche fassen 2200l; es werden darin eingemaischt 95k Roggen und 95k Malz. Aus 100k Mehl bekommt man 10 bis 12k Hefe und 26 bis 28l Sprit von 100 Proc.

Die erhaltene Maische wiegt 5,4 bis 5,8 Balling, also beträgt die Brutto-Extractausbeute (2200 × 5,4) : 190 = 62,5 Proc. bis (2200 × 5,8) : 190 = 67 Proc.

2) Deutsche Methode. Außer Roggen und Malz wird hierbei Mais verwendet, welcher sich aber seiner Härte wegen nur schwierig direct verzuckern läßt und aus diesem Grunde vorher 1 bis 2 Stunden mit Dampf gekocht wird. Zur Verhütung der Kleisterbildung gibt man vor dem Kochen etwas Malz oder Schwefelsäure zu.

Roggen und Malz sind unterdessen eingemaischt auf einer solchen Temperatur, daß die Temperatur nach dem heißen Maiszusatz wieder 65° erreicht. Nach stattgefundener Saccharification kühlt man in |453| einem Kühlschiff bis auf 37° ab und läßt die Masse in die Gährungsgefäße laufen, wo man dieselbe mit klarer Schlempe abkühlt und mit Hefe oder Kunsthefe anstellt. Beim Beginn der Gährung bildet sich ein leichter Schaum an der Oberfläche und alsbald eine dicke Kruste von Trebern, welche allmälig durchbricht und zu Boden sinkt. Die Masse steigt jetzt bis zum Rande, und es entwickeln sich massenhaft weiße trübe Schaumblasen, welche die durch die Gährung nach oben getriebene Hefe, verunreinigt mit Trebern etc., enthalten, und die man abschöpft, bis sich auf der Oberfläche der Flüssigkeit gar kein oder doch nur sehr wenig Schaum sammelt. Die abgeschöpfte Hefemasse wird durch ein Sieb von feinem Seidenbeuteltuch von den Trebern getrennt und dann ihr eigenes Volum an kaltem Wasser zugesetzt; die Hefe lagert sich ab, wird nochmals gewaschen und dann gepreßt, während die kalte Maische über der Hefe abgezapft und in die Gährungsbottiche zurückgepumpt wird, wo sie die inzwischen sehr gestiegene Temperatur mäßigt, in Folge dessen die Gährung einen gleichmäßigem Verlauf nimmt. Nach zwei Tagen ist die Gährung beendigt und können die Bottiche abdestillirt werden.

Für 1hl Gährraum werden 13k,88 Mehl (wovon 70 Proc. Mais und Roggen und 30 Proc. Malz) eingemaischt; zur Kühlung braucht man 50l Schlempe, welche 2 Bg. wiegen. Die Maische wiegt durchschnittlich 9,3 Bg. und vergährt bis 1 Bg.; man bekommt also 100 (9,3 – 1) : 13,88 = 60 Proc. Extract netto und (100 × 9,3) : 13,88 = 67 Proc. Extract brutto.

Für 1hl Gährraum sind etwa 20l Steigraum erforderlich; die Ausbeute von 100k Rohmaterial beträgt 9 bis 10k Hefe und 28 bis 30l Sprit von 100 Proc.

3) Methode mit klarer Maische. 20 Proc. Roggen, 30 Proc. Mais und 50 Proc. Gerstenmalz werden, nachdem der Mais wieder mit Dampf gekocht worden ist, eingemaischt in einem Bottich, in welchem sich nahe am Boden eine durchlöcherte Platte und darunter ein Ablaßhahn befinden, ähnlich wie bei den Einmaischbottichen der Bierbrauereien. Nach beendigter Saccharification, welche ebenso stattfindet wie bei der zweiten Methode (nur mit dem Unterschiede, daß das Malz nicht so fein gemahlen sein darf), läßt man die klare Maische durch den Hahn ablaufen (die anfangs abgelaufene Flüssigkeit ist etwas trübe und wird wieder aufgegossen, um nochmals filtrirt zu werden), bis die durch die Platte zurückgehaltenen Treber trocken zu liegen kommen; diese werden alsdann so lange mit warmem Wasser oder klarer Schlempe ausgewaschen, bis das Filtrat nur 1 Bg. wiegt; letzteres wird darauf in einem Kühlschiff auf ungefähr 27° abgekühlt und schließlich in großen Gährbottichen mit |454| Hefe angestellt. Nach beendigter Hauptgährung, bei welcher sich wieder starke Schaumbildung einstellt, so daß ein Steigraum von etwa 1/4 des Bottichinhaltes erforderlich ist, wird die Maische in ein flaches Gefäß gepumpt, wo sich die Hefe absetzt; die klare Maische wird darauf in den Gährbottich zurückgeführt, wo dieselbe ihre Gährung vollendet; die ganze Vergährung nimmt beiläufig zwei Tage in Anspruch. Die erhaltene Hefe wird wieder ausgewaschen und gepreßt.

Für 1k Frucht erhält man etwa 7l,5 Maische, welche durchschnittlich 7,5 Bg. wiegt, und bekommt man also 56 Proc. Extract. Die Ausbeute wird zu 9 Proc. Hefe und 24 bis 25 Proc. Sprit von 100 Proc. gerechnet.

Vergleichen wir nun diese Methoden mit einander in Bezug auf Rohmaterial, Apparate und Gährraum, Arbeiterbedarf, Ausbeute und Qualität der Producte.

Rohmaterial Die holländische Methode (1) erlaubt keinen niedrigern als den angegebenen Procentsatz an Malz, weil sich sonst die Treber nur ungenügend und zu langsam absetzen, in Folge dessen man nur wenig klare Maische erhalten würde. Der Roggen würde sich vielleicht theilweise durch Mais ersetzen lassen. Nach der deutschen Methode (2) nimmt man gewöhnlich Mais, Roggen unk Malz, jedoch kann man auch andere Frucht, z.B. Gerste und Buchweizen, verarbeiten; nöthigenfalls kann man mit dem Malzzusatz noch unter 30 Proc. gehen, und das Verhältniß der Rohmaterialien zu einander beliebig verändern. Bei der Methode mit klarer Maische (3) endlich muß man wenigstens 50 Proc. Malz und höchstens 20 Proc. Roggen verwenden, weil sonst die Maische sehr schlecht abläuft und sich auch schlecht aussüßen läßt.

In Bezug auf Rohmaterial ist also Methode 2 entschieden die vortheilhafteste, weil sie einen geringern Malzzusatz erlaubt und die Zusammenstellung der Maische immer so gewählt werden kann, daß die zur Zeit billigste Frucht darin vorherrscht.

Apparate und Gährraum.1)

Methode 1 erfordert für 1k Frucht an Gährraum:

l
Einmaisch- resp. Gährbottichen 2200 : 190 = 11,6
Flache Gährkästen 11,6 × 3/4 8,7
––––
Zusammen 20,3.

Da die Gährung im Ganzen 3 Tage dauert, sind also zu einem ununterbrochenen Betriebe erforderlich 3 × 20,3 = 60l,9.

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Methode 2. Gährraum pro 1k Frucht 120 : 13,88 = 8l,6, also, weil die Gährung zwei Tage dauert, 2 × 8,6 = 17l,2.

l
Methode 3. Gährraum für 1k Frucht 7,5
zuzüglich 7,5 × 1/4 Steigraum 1,9
–––––
zusammen 9,4,

also, weil die Gährung zwei Tage dauert, 2 × 9,4 = 18l,8.

Die erforderlichen Gährräume verhalten sich also wie 60,9 : 17,2 : 18,8 oder wie 3,54 : 1,00 : 1,09, und da die Größe der Gährlocalitäten, der Röhrenleitungen etc. ungefähr in gleichem Verhältniß zu einander stehen müssen, so bedingt die Methode 1 relativ hohe Anlagekosten.

Zur Beantwortung der Frage, ob der große Gährraum bei dieser Methode unumgänglich nothwendig ist, müssen wir die Ursachen desselben einer näheren Betrachtung unterziehen.

Verarbeitet man dickere Maische, so setzen sich die Treber nur theilweise ab; man würde also nur wenig klare Maische in den flachen Gährkästen erhalten, in Folge dessen also auch die Hefenausbeute gering sein würde; anderseits bietet die dünne Maische den Vortheil, daß man allein mit Wasser bis auf die geeignete Temperatur abkühlen kann, so daß Kühlapparate und im Sommer Eis überflüssig sind. In Betreff der doppelten Gährgefäße müssen wir vorausschicken, daß erfahrungsmäßig für eine vollkommene Vergährung eine reichliche Sättigung der Maische mit Luft durchaus erforderlich ist. Bei Methode 2 und 3 findet diese in Kühlschiffen statt; diese werden aber bei Methode 1 nicht angewendet, so daß hier die flachen Gährkästen auch diesem Zwecke dienen müssen und die Sättigung mit Luft noch während der Gährung stattfinden muß.

Aus Obigem geht hervor, daß die dünne Maische und die doppelten flachen Gährgefäße innig mit Methode 1 verknüpft sind, diese also überall dort, wo die Gährbottiche besteuert sind, nicht lebensfähig ist.

Die Anwendung der klaren Maische bei Methode 3 sichert einen ununterbrochenen Betrieb, da hierbei Verstopfungen in den Rohrleitungen und Apparaten vorgebeugt wird.

Da ferner aus 1k Frucht an zu destillirender Maische erhalten werden nach den drei Methoden beziehungsweise 11l,6, 8l,6, 7l,5, so wird sich auch der Kohlenverbrauch ungefähr verhalten wie 11,6 : 8,6 : 7,5 oder wie 1,55 : 1,14 : 1,00.

Arbeiterbedarf. Wenn eine Fabrik nach Methode 1 gut eingerichtet ist, können alle Manipulationen mittels Hähnen, Rohrleitungen und Pumpen ausgeführt werden, so daß nicht nur wenige, sondern selbst ganz ungeübte Arbeiter verwendbar sind (und zwar hauptsächlich zum |456| Heranschaffen des Rohmaterials und zum Verpacken der Hefe). Hierdurch wird auch die Reinhaltung von Localen und Apparaten, worauf in der Gährungstechnik so viel ankommt, leicht ermöglicht. Methode 3 schließt sich in dieser Hinsicht der Methode 1 an. Bei Methode 2 erfordert aber das Abschöpfen und Durchsieben des Schaumes, was für jeden Bottich wenigstens 10 Stunden dauert, und wobei ungefähr ein Viertel vom Bottichinhalte abgeschöpft wird, nicht allein viele, sondern außerdem auch gewandte und zuverlässige Arbeiter, soll nicht die Ausbeute an Hefe sowie die Qualität derselben eine mittelmäßige werden. Auch ist dadurch die erforderliche Reinlichkeit bei dieser Methode (2) schwieriger zu erhalten.

Ausbeute und Qualität der Producte. Wie oben schon gesagt, erhält man nach

Methode 1 eine Ausbeute von 10 bis 12 Proc. Hefe und 26 bis 28l Sprit von 100 Proc.
2 9 10 28 30l
3 9 24 25l

Methode 1 gibt demnach die meiste Hefe, Methode 2 dagegen den meisten Sprit; diese Differenz hat hauptsächlich ihren Grund in der Zusammenstellung der Maische und kann verringert werden, falls man bei Methode 2 weniger Mais und mehr Roggen einmaischt.

Daß man bei Methode 3 einen niedrigen Procentsatz an Sprit und Hefe erhält, läßt sich aus Folgendem leicht erklären. Es ist eine bekannte Thatsache, daß die Aufschließung des Stärkemehls der Frucht mit Malz allein niemals vollkommen erreicht wird, sondern auch noch theilweise vor sich geht, wenn man die Maische zusammen mit den Trebern gähren läßt, wie dies bei Methode 1 und 2 stattfindet. Bei Methode 3 aber verarbeitet man nur die klare, durch die Siebplatte filtrirte Maische; ein Theil des Stärkemehls wird also nicht aufgelöst, sondern durch die Platte mit den Trebern zurückgehalten, so daß die Extractausbeute gering sein muß.

Die Qualität des Sprits ist bei Methode 1 am besten; doch möchte der Grund hierfür hauptsächlich der Abwesenheit des Maises zuzuschreiben sein, weil die fetten und öligen Bestandtheile dieser Frucht dem Sprit immer einen schlechten, äußerst schwierig zu entfernenden Beigeschmack geben. – Die kleine Hefenausbeute bei Methode 3 hat eine analoge Ursache wie die geringe Spritausbeute.

Wird die aus den Gährbottichen nach Methode 1 erhaltene Maische in den flachen Kasten gepumpt, so ist dieselbe trübe, und zwar durch die Beimischung von nicht aufgelösten Eiweißsubstanzen, fein vertheilten Zellengeweben und sonstigen Verunreinigungen der Frucht, welche wahrscheinlich |457| wohl theilweise noch während der Gährung aufgelöst werden und dann zur Hefebildung beitragen, jedoch größtentheils mit der Hefe gefällt werden. Die höhere Ausbeute an Hefe erhält man demnach nur auf Kosten der geringern Reinheit, was sich auch schon durch die graue Farbe der Hefe verräth.

Aehnlich verhält es sich bei Methode 2, wo diese Verunreinigungen mit abgeschöpft und theilweise durchgesiebt werden; das Uebel offenbart sich jedoch hier nicht in dem Maße als bei Methode 1, und zwar scheint es, daß der größere Theil der flockigen Eiweißsubstanzen und das Zellengewebe durch die Treber zurückgehalten werden; es ist wenigstens Thatsache, daß die Hefe reiner und weißer ist als die nach Methode 1, aber dafür an Quantität auch etwas einbüßt.

Bei Methode 3 dagegen verarbeitet man nur ganz klare und reine Maische; die erhaltene Hefe wird demnach auch sehr rein und frei von fremden Substanzen sein, was auch aus der weißen Farbe hervorgeht; dagegen wird die Quantität bei der nach Methode 1 oder 2 erhaltenen zurückstehen.

Fassen wir Alles kurz zusammen, so können wir die drei verschiedenen Methoden folgendermaßen charakterisiren:

Die holländische Methode

erfordert theures Rohmaterial wegen des hohen Malzzusatzes und einen großen Gährraum;

liefert eine mittelmäßige Ausbeute an Sprit von sehr guter Qualität und

eine hohe Ausbeute an Hefe, welche aber ziemlich unrein ist;

beansprucht wenig Arbeiter.

Die deutsche Methode

bietet den Vortheil, daß die Zusammenstellung der Maische dem jeweiligen Preise der verschiedenen Getreidearten angepaßt werden kann, und erfordert einen geringen Malzzusatz sowie wenig Gährraum;

liefert eine hohe Spritausbeute von mittelmäßiger Qualität und

eine mittelmäßige Hefeausbeute, jedoch von guter Qualität;

beansprucht viele und tüchtige Arbeiter;

weist dagegen den kleinsten Kohlenverbrauch auf.

Die Methode mit klarer Maische

erfordert einen hohen Malzzusatz und

einen mittelmäßigen Gährraum;

liefert eine geringe Ausbeute an Sprit von mittelmäßiger Qualität und

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eine geringe Ausbeute an Hefe, welche aber äußerst rein und weiß ist; beansprucht wenig Arbeiter.

Es fragt sich nun, ob aus dem vorhandenen Material nicht eine Methode zu combiniren wäre, welche die Vortheile der oben beschriebenen Methoden möglichst in sich vereinigt, welche also: unabhängig ist von einer bestimmten Frucht, einen kleinen Gährraum erfordert, hohe Ausbeute von reiner Hefe und gutem Sprit gibt und wenig Arbeitskraft erfordert.

Reine Hefe entsteht nur aus reinen klaren Lösungen, wie man solche bei Methode 3 erhält; da diese Methode außerdem nur geringer Arbeitskraft bedarf, wählen wir dieselbe zum Ausgangspunkte und untersuchen dieselbe in Bezug auf die übrigen Anforderungen.

Rohmaterial und Gährraum. Wie früher erwähnt, sind die Rohstoffe, Malz, Roggen und Mais, im Verhältniß von 50 : 20 : 30, und kann man mit dem Malzzusatz nicht herunter, resp. mit dem Roggenzusatz nicht hinauf gehen, weil sonst die Maische nicht klar wird, oder wegen ihrer schleimigen Beschaffenheit sich gar nicht filtriren läßt. Doch kann diesem Uebelstand durch ein vorheriges Kochen des Roggens mit Dampf (noch besser unter Druck) während 1/2 bis 1 Stunde ebenso wie beim Mais großentheils abgeholfen werden. Außerdem kann man die Maische unter Druck filtriren, also eine Filterpresse anwenden, welche noch den Vortheil hat, daß die Treber mit verhältnißmäßig wenig Wasser ausgesüßt werden können, man also eine concentrirte klare Maische erhält, welche nur kleinen Gährraum erfordert.

Als weitern Zweck der platzraubenden flachen Kühlschiffe und Gährungsgefäße haben wir die Sättigung der Maische in denselben mit Luft erkannt; dasselbe wird aber erreicht, wenn man während der Gährung gereinigte Luft durch die Maische preßt – eine Methode, welche hier und dort in Frankreich schon mit großem Erfolge angewendet wird und in den folgenden Versuchen ihre Bestätigung findet.

1. Versuch. Ein Theil einer eben in Gährung gerathenen Biermaische wurde in einen Glaskolben gebracht, welcher mit einem doppeltdurchbohrten Kork geschlossen war. Durch diesen Korkstöpsel wurden zwei Glasröhren geführt, wovon das eine nur eben heraustrat und mit einer Luftpumpe in Verbindung stand, während das zweite Rohr in eine feine Spitze ausgezogen war, welche nahezu bis zum Boden der Flasche reichte, und am obersten Ende mit einem mit Baumwolle gefüllten Cylinder verbunden war. Ein anderer Theil derselben Maische wurde in ein offenes Becherglas gebracht und zur bessern Controle neben dem Glaskolben gesetzt. Jetzt wurde die Luftpumpe in Thätigkeit |459| gebracht und so die durch die Baumwolle filtrirte Luft durch die Maische geführt, indem die Maische im offenen Glase sich selbst überlassen blieb. Es ergaben sich nun folgende Resultate: Die Maische wog vor der Vergährung 14,2 Bg., das Bier im Becherglase vergährte bis 6,3 Bg., dasjenige im Kolben bis 4 Bg. und die Maische im Bierbottich, welchem die beiden Proben entnommen waren, bis 6,2 Bg. Die im Becherglase abgesetzte Hefe war von ziemlich brauner Farbe; im Kolben befanden sich abwechselnd Schichten von weißer und farbiger Hefe – wahrscheinlich, je nachdem die Hefe sich über Tag oder des Nachts gebildet hatte (Nachts arbeitete die Luftpumpe nicht). Die Flüssigkeit im Kolben war fast ganz klar und gährte noch schwach, wohingegen dieselbe im Becherglase schon etwas verdorben war.

2. Versuch. Um festzustellen, ob bei der Gährung von Destillationsmaischen die Luftdurchführung einen ebenso günstigen Einfluß übe, machten Verfasser den Versuch in ganz gleicher Weise mit einer solchen Maische. Aus einem gerade eingemaischten Bottich wurde ein Theil herausgenommen und filtrirt. Das Filtrat wog 10,2 Bg. Es wurden hiervon 1200cc in einen Kolben gebracht, 5g Hefe zugesetzt und alsdann wie oben gereinigte Luft durchgeführt; 700cc derselben Maische wurden in einem offenen Glase mit 2g Hefe versetzt und sich selbst überlassen.

In 2 1/2 Tagen war die Maische in Kolben vergohren bis 0,8 Bg., im Becherglase bis 2 Bg., und zwar im letztern vollständig, während im Kolben noch eine schwache Gährung stattfand; auch war übrigens der Proceß ganz analog dem ersten, indem die Flüssigkeit im Kolben viel klarer und weniger sauer war als die im Glase. Es wurde darauf die Hefe filtrirt, was bei der im Kolben abgesetzten sehr leicht ging, während die Hefe aus dem Glase sehr schlecht filtrirte und sich schwierig so trocken erhalten ließ wie die käufliche Preßhefe (welche man brechen kann); auch war die erstere viel weißer, was jedoch auch theilweise dem Umstand zu verdanken sein mag, daß dieselbe während dem Trocknen nicht so lange an der Luft gestanden hatte wie die andere.

Aus dem Kolben wurden erhalten 28g Hefe, also, abzüglich der zugesetzten 5g, 23g neugewachsene Hefe, welche entstanden waren aus (1200 × 10,2): 100 = 122g,4 Extract, was einer Ausbeute von (23 × 100) : 122,4 = 18,8 Proc. entspricht; aus dem Becherglase resultirten dagegen nur 8g,5, also, nach Abzug der 2g zugesetzten, 6g,5 neu gewachsene Hefe, entstanden aus (700 × 10,2) : 100 = 71g,4 Extract, wodurch demnach nur eine Ausbeute von (6,5 × 100) : 71,4 = 9,1 Proc. erzielt wurde, so daß wir als zur Genüge bewiesen annehmen können, daß die Luftdurchführung bei der Hefebildung fördernd wirkt.

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Den Umstand, daß die im Becherglase gewachsene Hefe sich (im Vergleich zu der im Kolben unter reichlicher Luftzufuhr gebildeten) so schlecht filtriren und trocken pressen läßt, wollen wir noch einer nähern Betrachtung unterziehen. Es rührt dies hauptsächlich von der schleimigen Beschaffenheit der Maische beim Gebrauch der Schlempe her.

Die Essigfabrikanten, welche nach Methode 3 arbeiten, wenden keine Schlempe an, und läßt sich hierbei die Hefe auch immer gut pressen. Nach Methode 1 wird zwar Schlempe gebraucht, doch wird dieselbe in flachen Gefäßen gekühlt, wo sich dieselbe vollständig mit Luft sättigen kann, in Folge dessen ein Theil der gelösten Eiweißsubstanzen oxydirt und niedergeschlagen wird; außerdem kommen bei dieser Methode noch allgemein die auf freiem Feuer geheizten Destillirblasen in Anwendung, in welchem die Maische einer heftigen Kochung unterzogen wird, wodurch die schleimigen Eiweißsubstanzen coagulirt werden; obengenannter Uebelstand kommt hier denn auch nur sehr selten vor.

Bei Methode 2 dagegen werden meistens hohe Schlempegefäße und Wasserkühlapparate gebraucht, so daß die Oxygenation der Schlempe nur sehr unvollkommen stattfinden kann, während anderseits gewöhnlich continuirliche Brennapparate angewendet werden, in welche die Maische nur momentan auf die Kochtemperatur gebracht wird; falls man alsdann nicht zu einem nachherigen 1 bis 2stündigen Kochen der Schlempe mit Dampf (wodurch jedoch die durch Anwendung der continuirlichen Brennapparate bezweckte Dampfersparniß wieder verloren geht) seine Zuflucht nimmt und von Zeit zu Zeit einige Einmaischungen ganz ohne Schlempe macht, hat man mit besagtem Uebelstand oft zu kämpfen.

Da sich nun bei dem vorher angeführten Versuch die Hefe sogar leicht filtriren ließ, wurde zur Bestätigung dieses Verhaltens noch einige Male der Versuch wiederholt und stets ein ähnliches Resultat erhalten; es ist also sehr wahrscheinlich, daß zur Klärung der Schlempe ohne nachheriges Kochen und zum bessern Pressen der Hefe die Luftdurchführung förderlich ist. Endlich wird hierdurch die Hefe nicht mehr so sehr an die Oberfläche der Flüssigkeit kommen, sondern sich am Boden absetzen, wo sie vor Zersetzung geschützt ist, da in der Maische selbst die zu ihrer Bildung erforderliche Luft genügend vorhanden ist; auch wird die Masse nicht so sehr schäumen wie gewöhnlich, da man hier nur mit klarer Maische zu thun hat, deren schleimige Beschaffenheit durch die Luftzufuhr aufgehoben ist. Der Steigraum kann somit bedeutend vermindert werden gleich wie bei den Melassenmaischen, wobei die Bottiche ganz gefüllt sein können, wenn nur etwas Treber auf die Oberfläche der Flüssigkeit gebracht werden.

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Ausbeute. Wie wir gesehen haben, hat die kleine Spritausbeute der im Princip angenommenen Methode 3 darin ihren Grund, daß nicht mehr der ganze Gehalt an Stärkemehl, welcher im Rohmateriale enthalten ist, verzuckert wird, sondern theilweise in den Trebern zurückbleibt, während die kleinere Hefenausbeute theilweise darin zu suchen ist, daß die Hefe nach den andern Methoden nicht so rein zu bekommen ist. Da aber die Hefe nur auf Kosten der aufgelösten Nahrungsstoffe im Extract wachsen kann, so ist es deutlich, daß eine geringe Extractausbeute auch eine geringe Hefenausbeute nach sich zieht. Um also die Ausbeute an Sprit und Hefe zu erhöhen, muß man versuchen, die unaufgelösten Theile der Treber noch nachträglich aufzulösen. Dies kann erreicht werden durch Kochen derselben mit Säuren, und wurden deshalb folgende Versuche angestellt.

1. Versuch. 70g Mais wurden mit 5g Malz und 500cc Wasser vermischt, langsam bis auf 100° erhitzt und nun 2 1/2 Stunden lang gekocht, wobei man Sorge trug, das Wassergewicht constant zu erhalten. Alsdann wurde bis 70° abgekühlt, 25g Malz zugesetzt, und die Masse 1 1/2 Stunden lang auf eine Temperatur von etwa 60° gehalten. Die Maische wurde durch ein Sieb von Seidenbeuteltuch filtrirt, wobei die anfangs durchgelaufene trübe Flüssigkeit nochmals aufgegossen wurde, und darauf die Treber einmal mit warmem Wasser ausgesüßt. Es wurde nun erhalten 405cc ganz klare Maische von 11 Bg., also (405 × 11) : 100 = 44,55 Extractproc. Die Treber wurden jetzt von neuem in eine Kochschale gebracht, mit 5g concentrirter Schwefelsäure und 500cc Wasser versetzt und so lange gekocht, bis mit Jodtinctur keine Reaction mehr zu erkennen war. Nachdem die Schwefelsäure mit Kreide neutralsirt und die Masse wieder durchfiltrirt war, erhielt man noch:

260cc klare Maische von 8,5 Bg = 22,10 Extractproc.
und 500cc 3,0 = 15,00
zusammen mit den erhaltenen 44,55
–––––
was eine Gesammtausbeute ergab von 81,65 Extractproc.

2. Versuch. Aus 70g Mais und 30g Malz wurden in derselben Weise wie oben erhalten:

Durch Malz 425cc von 10 Bg. = 42,5 Extractproc.
Säure 180 10 = 18,0
170 9 = 15,3
––––
zusammen 75,8 Extractproc.

3. Versuch, ganz wie oben; aus 70g Mais und 30g Malz erhalten:

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Durch Malz 380cc von 12,0 Bg. = 45,60 Extractproc.
Säure 360 7,3 = 26,28
450 1,6 = 7,20
225 0,5 = 1,12
–––––
also zusammen 80,20 Extractproc.

4. Versuch. 50g Mais wurden direct mit 5g concentrirter Schwefelsäure und 250cc Wasser gekocht, bis keine Jodreaction mehr zu erkennen war, und ergaben, nachdem mit Kreide neutralisirt, die Masse filtrirt und auch das Filter ausgewaschen war, 575cc von 7,6 Bg. = 43g,7 Extract oder 87,4 Extractproc.

Diese Versuche erheben natürlich keinen Anspruch auf Genauigkeit, da ja nicht einmal der Wassergehalt der Frucht bestimmt wurde; auch haben dieselben als solche keinen praktischen Werth, da der durch die Neutralisation entstandene schwefelsaure Kalk die Treber unbrauchbar zum Viehfutter macht; sie beweisen jedoch, daß durch Kochen mit Säuren höhere Extractausbeute zu erzielen ist. Wohl aber würde man praktische Resultate erhalten, wenn es gelänge, die lösliche Substanz der Treber mit so wenig Säure aufzulösen, daß keine Neutralisation mehr stattzufinden brauchte. Dies kann erreicht werden durch Kochen mit Säuren unter erhöhtem Druck, wie aus folgenden Versuchen erhellt.

1. Versuch. In einem dampfdicht verschließbaren, kupfernen Kessel, in welchem durch einen Absperrhahn mit anschließender Rohrleitung Dampf einströmen konnte, wurden 150g Roggen, 400cc Wasser und 7g,5 Salzsäure von 50 Proc. gebracht; darauf wurde der Kessel geschlossen und nun 1 Stunde lang unter Druck gehalten. Nachdem der Dampf alsdann abgesperrt und der Kessel erkaltet war, wurde der Inhalt untersucht, und erhielt man 1420cc Flüssigkeit von 9 Bg., also 127g,8 oder 80,5 Proc. Extract. Jodtinctur gab keine blaue oder violette Färbung.

2. Versuch. 110g Roggen mit 400cc Wasser wurden ebenso wie oben mit 5g,5 von derselben Säure behandelt. Es entstanden 1100cc Flüssigkeit von 7,5 Bg., also 82g,5 oder 75 Proc. Extract. Jodtinctur gab noch eine violette Färbung.

3. Versuch. Aus 75g Roggen, 200cc Wasser und 3g,75 Salzsäure wurden wie oben erhalten 540cc von 10,2 Bg. = 55g oder 73 Proc. Extract. Jodtinctur gab keine Färbung.

Da also der günstige Einfluß des Kochens mit einer geringen Quantität Säure unter erhöhtem Druck auf die Extractausbeute genügend hervortrat, fragte es sich, ob vielleicht die Säure der Schlempe nicht ausreichend sei zur Auflösung der Treber. Es wurde deshalb folgender |463| Versuch gemacht: 150g Roggen wurden mit 600cc einer klaren Schlempe, welche 0,2 Proc. Säuregehalt anzeigte, in dem kupfernen Kessel unter Druck gekocht – aber ohne Resultat, weil die entstandene Auflösung zu schleimig zum Wiegen war; auch färbte Jodtinctur dieselbe intensiv blau. Der Grund wurde in der Verdünnung der Säure durch das aus dem Dampf condensirte Wasser gesucht und deshalb der Apparat dahin abgeändert, daß der Roggen mit der Schlempe in eine kleine geschlossene Flasche gebracht wurde, und diese in den Kochkessel, so daß die Masse indirect durch den Dampf unter Druck gelangte.

Es wurden jetzt folgende Resultate erzielt:

1. Versuch. 100g Roggen mit 400cc klarer Schlempe von 0,2 Proc. Säuregehalt 1 Stunde lang gekocht, gaben zusammen mit Waschwasser 800cc Maische zu 10,2 Bg. = 81g,6 Extract (also ebensoviel Extractproc.). Jodtinctur gab noch eine schwache violette Färbung.

2. Versuch. 100g Roggen wie oben mit 200cc klarer Schlempe (Säuregehalt 0,4 Proc.) und 1g,2 50procentiger Salzsäure ergaben mit dem Waschwasser 800cc Maische zu 9 Bg. = 72 Extractproc. Eine Färbung mit Jodtinctur war nicht mehr zu erkennen.

3. Versuch. 100g Roggen allein mit 3g,5 Salzsäure gekocht, gaben zusammen mit dem Waschwasser 1000cc Maische von 8 Bg. = 80 Extractproc. Jodtinctur zeigte keine Farbenveränderung mehr.

Bei allen diesen Versuchen ließen sich die erhaltenen Auflösungen sehr leicht filtriren und klären. Die Extracte vergährten jedoch schlecht mit Hefe allein; dies ist nicht zu verwundern, da bekanntlich bei jeder Saccharification von Stärkemehl höchstens die Hälfte in Zucker verwandelt wird und der Rest in Dextrin, welch letzteres aber mittels der Diastase während der Gährung noch in Zucker umgesetzt wird und größtentheils vergährt. Bei unsern Versuchen hatten wir aber keine Diastase in die Maische gebracht, so daß das entstandene Dextrin nicht in Zucker umgewandelt werden konnte. Die Fabrikanten, welche ihre Maischen mittels Säuren erhalten, setzten denn auch mit der Kunsthefe einen gewissen Theil Malz zu und vergähren dieselben alsdann sehr gut. Die HH. Kruger in Niort (Frankreich), welche Mais mit 5 Proc. Salzsäure unter hohem Druck verzuckern, behaupten sogar eine Ausbeute von 36l Sprit zu 100 Proc. aus 100k Mais zu erzielen.

Wichtiger ist es, daß die also erhaltene Maische eine ziemlich dunkle Farbe besitzt, wahrscheinlich durch ein wenig entstandenes Caramel; wenn man aber bedenkt, daß wir das Kochen mit Säuren nur auf die ausgepreßten Treber anwenden wollen, so ist die Quantität des gefärbten |464| Extractes im Vergleich zur ganzen Ausbeute nicht so groß, um einen merkbaren Einfluß auf die Farbe der Hefe befürchten zu müssen.

Berechnen wir jetzt noch, welchen Einfluß das Kochen der Treber mit Säuren auf den Säuregehalt der Maische hat. Mit Malz allein bekommt man aus 100k Mehl etwa 60l Extract, welche mittels der Filterpresse fast vollständig gewonnen werden können; da das lufttrockene Mehl ungefähr 10 Proc. Feuchtigkeit enthält, bleiben also in der Filterpresse zurück etwa 30 Proc. feste Substanz; diese halten höchstens ihr eigenes Gewicht an Wasser zurück, so daß von 100k Mehl 60k Treberkuchen in der Filterpresse entstehen.

Abstrahiren wir noch vom Kochen mit Schlempe, so haben wir doch gesehen, daß mittels 2,5 Proc. Salzsäure von 50 Proc. und 200 Proc. Wasser eine vollständige Extractausbeute zu erhalten ist. Für 60k Treberkuchen (mit 30k fester Substanz) sind also erforderlich 0k,75 Salzsäure und 30k Wasser; es werden hieraus etwa 20k Extract in 80 bis 90k Flüssigkeit erhalten.

Die meist concentrirten Hefenmaischen wiegen nicht mehr wie 15 Bg., die im ganzen erhaltenen 80k Extract würden in diesem Fall also aufgelöst werden müssen in (80 × 100): 15 = 533k Flüssigkeit, worin enthalten sind 0k,375 HCl oder 0,06 Proc. Wir sehen also, daß das Kochen mit Säuren keinen bedeutenden Einfluß auf den Säuregehalt der Maische haben kann, umsomehr als gute Maischen im Anfange der Gährung 0,1 bis 0,2 Proc. Säure enthalten müssen. Anderseits sind die 80 bis 90k gefärbte Maische in 533k Maische enthalten, so daß die Färbung, die bei einer solchen Verdünnung überhaupt sehr schwach ist, keinen Einfluß auf die producirte Hefe haben kann.

Es bleibt uns jetzt noch übrig, den Lauf der Fabrikation nach dieser neuen Methode zu beschreiben.

Die Frucht wird mit Putzmaschinen gut gereinigt und dann fein gemahlen; zur Maische nimmt man 2/3 Mais und Roggen (oder den letztern allein) und 1/3 Malz. Nachdem Mais und Roggen mit Dampf gekocht sind, wird mit Malz verzuckert und darauf die Maische in die Filterpresse gepumpt; nach dem Pressen werden die Treber mit warmem Wasser ausgesüßt.

Die durchgepreßte klare Maische wird mittels eines Wasserkühlapparates abgekühlt, mit der nöthigen Menge Schlempe in die Gährbottiche gebracht und mit Hefe oder Kunsthefe angestellt (wobei man die Bottiche nur soweit füllt, daß der ganze zweite Extract noch hinein gebracht werden kann); alsdann fängt man langsam an, filtrirte Luft durchzuführen. Unterdessen ist die Filterpresse geöffnet; die Kuchen fallen in |465| einen unter derselben befindlichen Kasten, wo sie gleich mit Wasser gemischt werden, um darauf, wie früher beschrieben, mit Säure in einem kupfernen Kessel mittels Dampf gekocht zu werden. Ungefähr nach 1 Stunde wird der Dampf abgesperrt, der Kessel geöffnet und die erhaltene Maische ebenfalls in die Filterpresse gebracht; die durchgepreßte klare Maische wird abgekühlt, mit Wasser oder Schlempe gemischt und alsdann zur gährenden Maische in die Bottiche gebracht. Nach Beendigung der Hauptgährung wird die Luftpumpe abgestellt und der Bottich mit einem Deckel geschlossen. Nach Beendigung der Gährung wird die klare Maische abgezapft und in die Blasen gepumpt; die abgelagerte Hefe wird gewaschen und gepreßt und das erhaltene Hefewaschwasser direct mit destillirt.

Die in der Presse zurückgebliebenen Treber werden so weit wie möglich trocken gepreßt und können ohne weiteres als Treberkuchen benützt werden.

Durch ein vorheriges Kochen des Rohmaterials, Anwendung von Filterpressen, Durchführung von filtrirter Luft, sowie Kochen der Treber mit Säure ist es demnach durch Methode 3 möglich, daß

alle Arten Frucht (wahrscheinlich selbst Kartoffeln) in verschiedenen Verhältnissen verarbeitet werden können und der Malzzusatz verringert werden kann;

durch die Verarbeitung der klaren concentrirten Maische und die Verringerung des Steigraumes der Gährraum besser ausgenützt wird;

die flachen Kühl- und Gährungsgefäße umgangen werden können und die Schlempe sich ohne Kochen klärt;

der Arbeiterbedarf gering ist;

die Extract- und in Folge dessen die Hefe- und Spritausbeute groß wird; die Hefe ist rein und weiß; wenn man nur Roggen anwendet, bekommt man Sprit von ausgezeichneter Qualität;

der Kohlenverbrauch mäßig ist, weil concentrirte Maische verarbeitet werden und die Schlempe nicht gekocht zu werden braucht.

Delft und Rotterdam, Juli 1876.

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Für die bei Methode 2 und 3 anzugebenden Gährräume sind zur bessern Vergleichung die Mittelwerthe der in holländischen Brennereien gebräuchlichen Maße angenommen.

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