Ueber Neuerungen in der Spiritusfabrikation. (Fortsetzung des Berichtes Bd. 235 S. 51.) Ueber Neuerungen in der Spiritusfabrikation. Die Bestimmung des Stärkemehles in den Kartoffeln aus dem specifischen Gewichte derselben ist zuerst von Berg (1837 65 48) ausgeführt, dann von Holdefleiſs (1879 231 164) u.a. weiter ausgebildet. M. Märcker (Zeitschrift für Spiritusindustrie, 1879 S. 362) hat nun auf Grund von 144 Bestimmungen folgende Tabelle für den Gehalt an Trockensubstanz aufgestellt. Danach weichen die Angaben von Holdefleiſs nur um etwa 0,5 Proc. von diesen ab, während die Tabelle von Heidepriem Abweichungen bis 1,2 und die von Balling bis 3,5 Proc. gibt. Nach den vorliegenden Versuchen kann man die Bestimmung des Trockensubstanzgehaltes durch Ermittlung des specifischen Gewichtes im Allgemeinen als ziemlich zuverlässig gelten lassen. Viel weniger zutreffend ist der Gehalt an Stärkemehl in Beziehung zum specifischen Gewicht. Für das specifische Gewicht von 1,097 ergaben sich z.B. unter 9 Proben 15,23 bis 18,31 Proc. Stärke, also Unterschiede bis zu 3,6 Proc. Danach bildet das specifische Gewicht einen sehr unsicheren Ausdruck für den Stärkegehalt ärmerer Kartoffeln, während sich für die reicheren Kartoffeln Fehlergrenzen von nur 0,3 bis 0,5 Proc. ergeben, Für wissenschaftlich genaue Versuche ist daher diese Untersuchungsmethode nicht brauchbar; in der Praxis wird man Spec.Gew. Trocken-substanz Stärke-mehl Spec.Gew. Trocken-substanz Stärke-mehl Spec.Gew. Trocken-substanz Stärke-mehl Proc. Proc. Proc. Proc. Proc. Proc. 1,080 19,7 13,9 1,107 25,5 19,7 1,134 31,3 25,5 081 19,9 14,1 108 25,7 19,9 135 31,5 25,7 082 20,1 14,3 109 25,9 20,1 136 31,7 25,9 083 20,3 14,5 1,110 26,1 20,3 137 31,9 26,1 084 20,5 14,7 111 26,3 20,5 138 32,1 26,3 085 20,7 14,9 112 26,5 20,7 139 32,3 26,5 086 20,9 15,1 113 26,7 20,9 1,140 32,5 26,7 087 21,2 15,4 114 26,9 21,1 141 32,7 27,0 088 21,4 15,6 115 27,2 21,4 142 33,0 27,2 089 21,6 15,8 116 27,4 21,6 143 33,2 27,4 1,090 21,8 16,0 117 27,6 21,8 144 33,4 27,6 091 22,0 16,2 118 27,8 22,0 145 33,6 27,8 092 22,2 16,4 119 28,0 22,2 146 33,8 28,0 093 22,4 16,6 1,120 28,3 22,5 147 34,1 28,3 094 22,7 16,9 121 28,5 22,7 148 34,3 28,5 095 22,9 17,1 122 28,7 22,9 149 34,5 28,7 096 23,1 17,3 123 28,9 23,1 1,150 34,7 28,9 097 23,3 17,5 124 29,1 23,3 151 34,9 29,1 098 23,5 17,7 125 29,3 23,5 152 35,1 29,3 099 23,7 17,9 126 29,5 23,7 153 35,4 29,6 1,100 24,0 18,2 127 29,8 24,0 154 35,6 29,8 101 24,2 18,4 128 30,0 24,2 155 35,8 30,0 102 24,4 18,6 129 30,2 24,4 156 36,0 30,2 103 24,6 18,8 1,130 30,4 24,6 157 36,2 30,4 104 24,8 19,0 131 30,6 24,8 158 36,4 30,6 105 25,0 19,2 132 30,8 25,0 159 36,6 30,8 106 25,2 19,4 133 31,0 25,2 aber den Stärkemehlgehalt der Kartoffeln im Mittel auf etwa 0,4 Proc. finden, da sieh dann die Ungenauigkeiten bis zu einem gewissen Grade ausgleichen. A. Küster beschreibt in der Zeitschrift für Spiritusindustrie, * 1880 S. 30 eine einfache Methode der Bestimmung des specifischen Gewichtes der Kartoffeln, die jedoch weniger gute Resultate geben dürfte als die gebräuchlichen Wagen. J. Scheibner hebt in der Zeitschrift für Spiritusindustrie, 1880 S. 47 hervor, daſs durch die chemische Analyse höhere Stärkewerthzahlen festgestellt werden wie in der Praxis, namentlich bei Stickstoff reichen Maischmaterialien. Vielleicht werden bei der chemischen Behandlung auch solche Stoffe in Dextrose umgewandelt, welche bei der gewöhnlichen Maischbereitung nicht in Zucker übergehen, oder aber ein Theil der Fehling'schen Lösung wird durch Eiweiſskörper reducirt, Erfahrungen mit neueren Maischapparaten liegen eine ganze Anzahl vorZeitschrift für Spiritusindustrie, 1879 S. 121. 247. 314. 327. 1880 S. 49., denen wir folgende Angaben entnehmen. In der Brennerei zu Hohenjesar werden je 350k Mais in einem Henze'schen Dämpfer durchaus gleichmäſsig und gut aufgeschlossen, obgleich dieser keine Vorrichtung zur weiteren mechanischen Zerkleinerung der Körner hat. Die Dämpfzeit beträgt 1¾ Stunden; während der letzten 45 Minuten wird der Druck auf 3at,5 gesteigert. Die Lwowski'sche Maischmühle (* 1879 231 335) hat sich auf der Brennerei in Burgbelchau bewährt; die Kartoffeln werden sehr gut aufgeschlossen und sollen einen wesentlich höheren Spiritusertrag geben. Ebenso wird günstig über die Apparate von Bohm (1879 231 167) und Paucksch (* 1879 232 64) berichtet. Ueber das Ansäuren alkalischer Maischen. H. Briem (Organ des Centralvereines für Rübenzuckerindustrie, 1880 S. 23) führt auf Grund der Untersuchungen von Märcker (1879 234 405) die Ansäuerung der verdünnten Melasse von 30° B. in der Weise aus, daſs die mit Schwefelsäure versetzte Flüssigkeit so lange auf etwa 50° erwärmt wird, bis der Schaum mit der entwickelten Kohlensäure verschwunden ist. Dann wird Kalkmilch zugesetzt, bis Lackmuspapier deutlich blau wird. In Folge dieser Behandlung wurden stets tadellose Gährungen erhalten. Von einigen Seiten wird das Ansäuren der Maische als überflüssig, ja schädlich bezeichnet, wenn die Schlempe auf Potasche verarbeitet wird. Dabei ist jedoch zu berücksichtigen, daſs im Schlempeofen ein Theil des schwefelsauren Kaliums wieder in kohlensaures zurückverwandelt wird. Wenn ohne Säurezusatz die Melasse zufällig nur schwach alkalisch oder die Säuremenge der Hefe eine genügend groſse ist, wird ohne Zweifel auch bei sonstigen normalen Verhältnissen eine gesunde Gährung von Statten gehen können. In der Regel wird dies jedoch nicht der Fall sein, abgesehen davon, daſs es überhaupt verwerflich ist, statt einer billigen Mineralsäure die theure Milchsäure der Hefe zu verwenden, wo es in manchen Fällen wohl möglich wäre, die Menge des Fermentes zu vermindern. Nach anderen Angaben soll die Melasse neutralisirt oder aber angesäuert werden. Nirgend ist aber auf die Säure der Hefe (1 bis 1k,2 in 100l) Rücksicht genommen, welche in allen diesen Fällen einen mehr oder weniger bedeutenden Säureüberschuſs bewirkt und so die Reinheit der Gährung stört. E. Bauer berichtet in der Zeitschrift für Spiritusindustrie, 1880 S. 43 über eine Reihe von Versuchen, bei welchen die Maische bis zur eben schwach sauren Reaction mit Schwefelsäure versetzt wurde. In vielen Fällen, wo die Melasse jedenfalls geringe Mengen flüchtiger Säuren enthielt, war die Gährung normal, oft vorzüglich. Oft trat jedoch bei derselben Behandlung und gleich guter Hefe, aber anderer Melasse ein Mattwerden der Gährung ein, welches ein langsameres Vorgehen derselben, eine schlechtere Vergährung und eine mehr oder weniger verminderte Ausbeute zur Folge hatte. Dabei ist noch zu bemerken, daſs 10 Procent der Melasse als Ferment verwendet wurden. Die Hefe wurde mit 1hl Melassemaische zur Gährung angesetzt, nach 3 bis 4 Stunden in den Vorgährbottich gelassen, welcher die Hälfte Rauminhalt des Hauptbottiches hatte, um von da nach 2 bis 3 Stunden mit der übrigen Maische in den Hauptbottich gefüllt zu werden. Die äuſseren Erscheinungen machen sich bei einem Säureüberschuſs vor allem in dem Mangel einer Deckenbewegung geltend. Findet eine solche statt, so erscheinen kurze Zeit nach dem Anstellen, nachdem der Säuregehalt noch nicht beträchtlich gestiegen ist, niedrige, verschwommene Wellen, die jedoch mit zunehmender Gährung und zunehmender Säure bald verschwinden, um entweder im günstigeren Falle bis zu Ende der Gährung eine bewegungslose Decke zu behalten oder, falls der Säuregehalt ein beträchtlicherer, in theilweises, besonders an den Rändern des Bottichs auftretendes sogen. Kochen zu gerathen. In besonders ungünstigen Fällen, also bei besonders hohem Säuregehalt, geräth der ganze Bottich in diese Gährungsform, wobei die Oberfläche „spiegelt“, sehr dunkel erscheint und bald die Decke verliert. Die Erwärmung ist hierbei eine beträchtlichere und die Vergährung, besonders dem Ende zu, sehr verlangsamt. Nie wird die Deckenbewegung eine fortdauernd lebhafte sein, was sich leicht durch die mattere Gährung erklärt; besonders charakteristisch bei starker Säurebildung erscheint aber die dunkle Farbe der Maische. Die Alkoholausbeute fiel in solchen Fällen von 5,1 bis 5,2 Proc. für 1hl auf 4,8 Proc. und noch tiefer. Auch das Mikroskop läſst den auſsergewöhnlichen Zustand einer solchen Gährung erkennen. Während bei einer normalen Gährung nach einer 12 stündigen Gährdauer die Pilze zumeist noch mit ungetheilten Vacuolen versehen sind, die Zahl der abgestorbenen Zellen im Verhältniſs zu den gesunden eine verschwindend kleine sein muſs (durch den hervortretenden Doppelrand an der Peripherie den naturgemäſs erfolgten Tod nach vollendeter Lebensfunction anzeigend) und die Menge und individuelle Ausbildung der Bacterien eine schwache ist, finden wir andererseits bei Säureüberschuſs, daſs die Anzahl der abgestorbenen Zellen eine weit beträchtlichere ist, die Zellmembrane, besonders an den älteren todten Zellen, angegriffen erscheinen und die Bacterienbildung immer eine bedeutende, oft enorme ist. Diese beträchtliche Bacterienbildung ist eine einfache Folge des Absterbens der Hefenpilze. Die in ihrer Entwicklung nun nicht mehr beengten Bacterien, welche gegen Säure weit widerstandsfähiger sind, werden sich nicht nur auf Kosten der abgestorbenen Pilze ernähren, sondern auch den noch gesunden die Nahrung entziehen. Diese schädliche Wirkung einer einmal hervorgerufenen Säuerung steigert sich, da die bei der unreinen Gährung gebildeten Nebenproducte, höhere Alkohole, Aldehyde und Fettsäuren, die Hefe um so schneller tödten. Enthalten die Melassen gröſsere Mengen Fettsäuren, was besonders häufig bei solchen der Fall ist, die von faulenden Rüben herrühren, so treten solche Erscheinungen häufiger auf, und zwar um so stärker, je concentrirter die Maische ist, weil in Folge dessen auch der Gehalt an Fettsäuren um so gröſser ist. Hierin ist wohl ein Hauptgrund zu suchen, daſs die Gährung concentrirter Melassenmaischen überhaupt nie oder höchst selten eine so reine sein wird, wie weniger concentrirter, und daſs die Alkoholausbeute bei denselben auch entsprechend geringer ausfällt. Bauer hat beobachtet, daſs auf 17,5° Saccharometer Concentration gestellte Maischen bis auf 10° Sacch. vergohren und schnell in Säuerung übergingen. Das Mikroskop zeigte bereits nach 16 Stunden eine groſse Anzahl abgestorbener Zellen und zahlreiche Bacterien, und nach 24 Stunden war der Säuregehalt auf 1,1 Proc. gestiegen, die Alkoholgährung vollständig vernichtet. Einmal blieben 2 Bottiche von je 220hl Inhalt gleichzeitig auf 10° stehen, der Säuregehalt betrug bei beiden 10g,8 Milchsäure im Liter, die Gesammtsäure eines Bottichs somit 216k, welche in einem Fall durch 120k kohlensauren Kalk neutralisirt wurden. Dann wurden 50k Bierhefe zugesetzt, um die Gährung wieder einzuleiten, was auch in so fern gelang, als die Maische innerhalb 4 Stunden 2° abgohr, worauf der Bottich die Decke verlor und völlig todt schien. Der Säuregehalt betrug nach 6 Stunden wieder 1 Proc. und das Mikroskop wies neben den abgestorbenen Hefenzellen eine groſse Menge Stäbchenbacterien verschiedener Formen auf. Der Bottich ohne Kreide gab 5841, der mit Kreidezusatz dagegen 7401 absoluten Alkohol aus den gleichen Mengen Melasse. Vielleicht wäre die Wirkung noch eine bessere gewesen, wenn man den Säuregehalt nicht hätte so hoch steigen lassen und noch während der Gährung denselben neutralisirt hätte. Die Hefe gedeiht aber ebenso wenig in einer sauren wie in einer alkalischen Flüssigkeit, sie stirbt nach und nach ab; es findet dabei eine Säureentwicklung statt, welche im Verein mit der von den gesunden Zellen und mit den durch die Hefe in die Maische gelangten Bacterien entwickelten Säuremengen endlich im Stande sind, die Alkalinität der Maische zu neutralisiren. Ist dieses erreicht und noch eine genügende Menge gährungsfähiger Hefenpilze vorhanden, so geht die Gährung dann ruhig von Statten. Je länger es jedoch dauert, daſs die Neutralisation erreicht ist, um so gröſser wird die Säurentwicklung sein, um so geringer die Spiritusausbeute. Eine zu wenig angesäuerte Maische wird zuletzt verhältniſsmäſsig mehr Säure enthalten als eine normale; die Deckenbewegung wird anfangs eine äuſserst schwerfällige sein. Bei Kalk reichen Melassen bilden sich, besonders an den Rändern, kleine Schaumvulkane, aus welchen der zähe Schaum emporquillt. Die Blasen werden milchig trübe, wahrscheinlich durch ausgeschiedenen kohlensauren Kalk; später verschwindet die Trübung wieder durch Bildung von Bicarbonat. Bei Melassen mit wenig Kalk, deren Alkalinität hauptsächlich von kohlensaurem Kalk herrührt, ist die Deckenbewegung weniger auffallend, der Schaum ungetrübt und weniger zähe. Die mikroskopischen Beobachtungen zeigen, daſs eine starke Bacterienbildung erst dann eintritt, wenn die Alkalinität überwunden, wie es ja auch der Natur dieser Organismen entspricht. Dann allerdings, besonders wenn schon eine beträchtlichere Menge abgestorbener Pilze in der Flüssigkeit vorhanden, ist die Entwicklung eine desto lebhaftere. Ein besonderes Merkmal ist das vermehrte Vorkommen von Sproſsverbänden, welche bis zu vier Zellen in der Maische noch nach Zeitperioden bemerkt werden, bei welchen normal angesäuerte Maischen wenig oder keine mehrgliedrigen Sproſsverbände aufweisen. Es läſst sich dies einfach durch die verzögerte Entwicklungsfähigkeit in ursprünglich schwach alkalischen Maischen zurückführen. Vermehrte Säure scheint überdies ein schnelleres Trennen der Zellen zu bewirken. Freilich hängen solche Erscheinungen auch von anderen Umständen ab, besonders von dem Zustand und Zeitpunkt der Abnahme der Mutterhefe, und muſs man sich bei der mikroskopischen Prüfung vor einseitigen Folgerungen hüten. Weiter bemerkt man, daſs die Vacuolen sich in solchen Fällen gern zertheilen und früher verschwinden als unter normalen Verhältnissen. Ein je nach der Alkalinität mehr oder weniger groſser Theil der Zellen weist angegriffene Membrane auf, ebenso wie dies bei zu stark angesäuerten Maischen der Fall ist. Auffallend erscheint es, daſs das Wachsthum der Zellen bei vorübergehender Alkalinität keinen Eintrag zu erleiden scheint, ja im Gegentheil gefördert wird. Es wird also nur in den seltenen Fällen, wo die Hefensäure zur Neutralisation der Maische ausreicht, ein weiterer Zusatz von Mineralsäure entbehrlich sein. Beim Ansäuern alkalischer Maischen ist zu berücksichtigen der Gehalt der Hefe an Milchsäure, die Alkalinität der Maische und die Concentration der Mineralsäure. Danach ist die Säuremenge zu berechnen, welche nach Abzug der Milchsäure noch erforderlich ist zur Neutralisation der Alkalinität. Die Bestimmung muſs sofort nach dem Zufüllen vorgenommen werden, und zwar mit der durch Filtration von den Trebern und durch einmaliges Aufkochen von der Kohlensäure befreiten Maische. Das Verhältniſs ist richtig, wenn 100cc Maische 0,2 bis 0cc,3 Normallauge zur Neutralisation gebrauchen. Auch bei der Säureprüfung der Hefe hat man erst die Kohlensäure durch einmaliges Aufkochen zu entfernen, während dem Vorgange im Groſsen entsprechend die Titration kalt vorgenommen wird. Durch genaues Einhalten dieser Regeln erzielt man bei sonst normalen Verhältnissen die gröſste Reinheit der Gährung, die höchste Alkoholausbeute und Reinheit des Alkohols, da sich viel weniger höhere Alkohole, Aldehyde und Säuren bilden, als bei den sonst stattfindenden Nebengährungen. Je reiner die Gährung, um so rascher geht sie vor sich, um so weniger abgestorbene Zellen zeigen sich am Schluſs, während Bacterien nur vereinzelt auftreten. Dem entsprechend ist die Säurezunahme gering; bei 12 stündiger Gährdauer und Anwendung von 10 Proc. Ferment soll dieselbe nur 0,12 bis 0g,13 Milchsäure für 100cc betragen. Bei 4 Proc. Ferment und 30 stündiger Gährdauer neutralisirten 100cc aufgekochte Maische 1,8 bis 2cc Normallauge mehr, nach 50 stündiger Gährung 3 bis 3cc,3, entsprechend 0,27 bis 0,3 Proc. Milchsäure. Alkalische Maischen sollen daher nur mit so viel Säure versetzt werden, daſs die Säure des Fermentes oder der mit der Maische zu vermischenden gährenden Flüssigkeit fast abgestumpft wird.