DE292482C

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Publication number: DE292482C
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KAISERLICHES

PATENTAMT.

^TENTSCHRIFT

- JVI 292482 KLASSE 6ö. GRUPPE

Dr. KUNO PECHE in WIEN.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 23. November 1913 ab.

Bekanntlich gibt es schon eine ganze Reihe von Verfahren, um Zellulose durch Hydrolyse mit Säuren, wie Schwefelsäure, schweflige Säure, Flußsäure oder Phosphorsäure, in, vergärbare Zuckerarten umzuwandeln. Es sind auch schon Vorschläge gemahht worden, welche dahin gehen, nach vollendeter Aufschließung der Zellulose und Abbau mit sauerstoffabgebenden Substanzen die Verzuckerung durch die Diastase von Schimmelpilzen oder durch Einwirkung von Fermenten zu beendigen. Alle die Versuche, aus zellulosehaltigen Stoffen, wie Sägespänen, Seegras u. dgl., Alkohol zu erzeugen, haben jedoch eine erhebliche industrielle Bedeutung nicht gewonnen.

Das neue Verfahren beruht nun auf dem Abbau von Zellulose beliebiger Herkunft durch bakterielle Beeinflussung ohne vorbereitende Hydrolyse mit Hilfe von Chemikalien. Gewisse Bakterienarten verwandeln bei der Einwirkung auf Papier, Baumwolle, Lumpen, Sulfitzellulose und zellulosehaltiges Material, z. B. Blätter, Laub, Gras, Heu, die verschiedensten ober- und unterirdischen Organe von Pflanzen, Trester und Treber usw., die Zellulose in Schleim, der mit Hilfe von gespanntem Dampf, Alkalien oder Säuren oder auf biologischem Wege vollends abgebaut bzw. in vergärbaren Zucker umgewandelt werden kann.

Die geschilderte Aufschließung der Zellulose kann beispielsweise durch eine Bakterienart berbeigeführt werden, welche von faulendem Rettich abkultiviert werden kann. Diese Bakterie ist beweglich, 2 bis 3 μ lang, 0,7 bis ι μ breit, stäbchenförmig, auf roher sterilisierter Kartoffel, Papier, Watte u. dgl. mit Omelianskischer Nährlösung kultivierbär. Auch durch Einwirkung von Micrococcus cytophagus bzw. von Micrococcus melanocyclus, abimpfbar von zerstörten Blattzähnen von Elodea canadensis, kultivierbar auf Papier und Watte mit Omelianskischer Nährlösung, unbeweglich aerob, regellos in Schleim gebettet, ist die gleiche Wirkung zu erzielen.

Zur Ausführung des Verfahrens wird die zu behandelnde Zellulose oder das zellulosehaltige Ausgangsmaterial mit einer Aufschlämmung der geeigneten Bakterien bei gewöhnlicher oder erhöhter Temperatur in Beruhrung gelassen, bis die Masse sich in Schleim verwandelt hat. Nach kurzer Einwirkung von gespanntem Dampf, Alkalien oder Säuren oder durch Wirkung von Fermenten, z. B. Cytasen, ergibt sich eine durch Hefe vergärbare Maische. Wird die Hydrolyse durch die Einwirkung von Bakterien herbeigeführt, die in Symbiose mit Saccharomyceten oder Mucorarten u. dgl. leben (wie sie z. B. in Schleimhefen und, in der Kojihefe bzw. im

Bac. mesentericus vulgatus oder im Bac. geläticus gegeben sind), so kann jede Nachbehandlung unterbleiben, indem der gebildete Schleim direkt vergoren wird.
Es ist bereits seit langer Zeit bekannt, daß gewisse niedere Pilze befähigt sind, die Zellulose anzugreifen und sie zu löslichen und gasförmigen Spaltungsprodukten abzubauen. Allein hier handelt es sich keineswegs um die

ίο Überführung von Zellulose in einfachere Kohlehydrate, sondern um die Zellulosezersetzung, d.h. um ihre mehr oder weniger vollkommene Zerstörung. Als Zwischenstufen des Abbaues bis zu diesen verschiedenen Endprodukten des Stoffwechsels ist es allerdings auch schon gelungen (Pringsheim, Zeitschrift für physiologische Chemie 1912, Bd. 78, S. 266 bis 291) hydrolytische Spaltungsprodukte (Zellobiose und Glukose) zu fassen, indem in dem geeig-

ao neten Momente, in welchem die hydrolytischen Fermente bereits entstanden waren, durch Zugabe von bakterientötenden Mitteln oder durch Einhaltung entsprechender Temperaturen der weiteren Arbeit der Zellulosezerstörer Einhalt getan wurde, damit die durch das hydrolytische Ferment gebildeten Spaltungsprodukte nicht dem zellulosezersetzenden Ferment verfallen. In dieser umständlichen Weise sind eben noch analytisch nachweisbare Zuckermengen als Zwischenprodukte der Einwirkung von zellulosezersetzenden Bakterien isoliert worden.

Auch ist bereits die Beobachtung gemacht worden, daß die Zellulose unter dem Einfluß eines besonderen Enzyms bei der Zersetzung durch Bakterien in lösliche Gummistoffe übergehen kann, welche der weiteren Einwirkung von Mikroorganismen viel zugänglicher sind als die Ausgangszellulose (vgl. Lafar, Handbuch der technischen Mykologie, 2. Aufl., 3. Band, 1904/1906, S. 266, Zeile 48 bis 52).

Bei Gelegenheit der Ausarbeitung einer analytischen Methode zur Bestimmung der zellulosezersetzenden Fähigkeit verschiedener Ackerboden ist endlich schon gefunden worden, daß Papierzellulose unter dem Einfluß der mit ihr in Berührung stehenden feuchten Erde gewöhnlich nach und nach in einen zähen, graulichen Schleim umgewandelt wird, worin die zellulosespaltenden Mikroben enthalten sind (Zentralblatt für Bakteriologie und Parasitenkunde, 2. Abt., 1910, Bd. 27, S. 450). In dem Gemenge von Bakterienarten, welche die Ackererde enthält, sind eben je nach den zufälligen Umständen zelluloselösende und zellulosezerstörende Bakterien in wechselnden Mengen nebeneinander vorhanden. Die fragliche Untersuchung geht j a auch von der Absicht aus, Kriterien für die Summe der biologischen Wirkungen aller in der betreffenden Bodensorte enthaltenen Bakterienarten zu geben. Das schließliche Ergebnis der Einwirkung von Ackererde auf Papierzellulose ist regelmäßig der völlige Abbau der Zellulose bis zu gasförmigen und flüssigen Endprodukten der Zersetzung.

Der Gedanke, zelluloselösende Bakterien, welche die Zellulose überhaupt nur zu niedrigeren Kohlehydraten abbauen, weitere Stoffwechselprodukte aber nicht bilden, in Reinkultur zu isolieren und mit ihrer Hilfe Zellulose der verschiedensten Herkunft in niedrigere Kohlehydrate abzubauen, die durch einfache Mittel in vergärbaren Zucker umgewandelt werden können, kann natürlich aus allen diesen Beobachtungen und Feststellungen nicht abgeleitet werden.

Claims

Patent-An Spruch:

Verfahren zur Überführung von Zellulose beliebiger Herkunft in einfachere, zu Alkohol vergärbare Kohlehydrate, dadurch gekennzeichnet, daß die zellulosehaltigen Ausgangsprodukte der Einwirkung von zelluloselösenden Bakterien ausgesetzt werden, und der so erhaltene Schleim alsdann mit gespanntem Dampf, Alkalien, Säuren oder durch Fermentwirkung weiter zu einfachen, vergärbaren Kohlehydraten abgebaut wird.