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Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Gärungsessig Die Herstellung
von Essig wurde bisher im allgemeinen in Gärbottichen aus Holz oder Steingut oder,
im Einzelfall, aus korrosionsfestem Metall ausgeführt. Damit die Herstellung eine
hinreichende Kapazität erreichen kann, maß für jede Anlage eine große Anzahlderartiger
Bottiche vorgesehen werden, welche miteinander durch eine Mehrzahl von Rohrleitungen
zu verbinden sind. Hierdurch wird die Herstellung unübersichtlich und leicht Betriebsstörungen
ausgesetzt. Bedeutend einfacher gestalten sich die Betriebsverhältnisse, wenn,die
Gärung in einem einzigen oder in wenigen, sehr großen Bottichen, z. B. mit einem
Rauminhalt von 7o ooo bis doö ooo Litern, ausgeführt wird. Um gute Ausbeuten in
diesen großen Bottichen zu erreichen, hat es sich als notwendig herausgestellt,
die Maische vom unteren Teil in den oberen Teil des Gärbottichs zu pumpen. Die Erfindung
bezweckt, bei einer derartigen Anlage die Ausbeutungs- und @'erdampfungsverluste
zu vermeiden und den Betrieb zu vereinfachen.
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Gemäß der Erfindung wird diese Verlustvermeidung und Betriebsvereinfachung
dadurch erreicht, daß ein Teil der zirkulierenden Maische in einen Gasauslaß des
Gärbottichs zum Kühlen und Kondensieren der entweichenden Essig- und Alkoholdämpfe
geführt wird, worauf das Kondensat zusammen mit der Maische in eine im oberen Teil
des Gärbottichs vorgesehene Spritzvorrichtung zurückfließt.
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Es ist bereits bekannt, die Kondensation der entweichenden Dämpfe
in derartigen Anlagen durch Einspritzen von staubförmig verteiltem Wasser vorzunehmen.
Dies hat jedoch
gegenüber dem Verfahren der Erfindung den Nachteil,
daß zum Absorbieren der Alkohol-und Essigdämpfe eingespritztes Wasser nicht unmittelbar
zur neuen Erzeugung von Maische geeignet ist. Die in diesem Wasser angesammelten
Säure- und Alkoliolinengen sind gering und geben daher Anlaß zu Infektion und Verschleimung,
zumal die geringe in den Verstäuberdüsen wirksam werdende Kühlwassermenge im Luftkanal
erwärmt wird und somit die Entwicklung von Fäulniserregern begünstigt. Demgegenüber
ist die erfindungsgemäß zur Anwendung kommende Maische, die etwa io bis 1:2,51/,
Säure und Alkohol enthält, gegen Infektion immun.
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In der Zeichnung wird eine Anlage gemäß der Erfindung in Fig. i schematisch
veranschaulicht.
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Fig. 2, stellt eine Ausführungsform einer Einzelheit dar.
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Die Gärung des Essigs erfolgt in einem Gärbottich i, welcher ganz
aus rostfreiem Stahl ausgeführt ist und genügenden Rauminhalt haben kann, um die
Herstellung von z. B. Sooo Litern io°/oi.gen Essigs pro Tag in einem einzigen derartigen
Bottich zu ermöglichen. In den unteren Teil dieses Bottichs wird in geeigneter Weise
verdünnter Alkohol aus einem Behälter z eingeführt. Das Alkoholgemisch wird mittels
einer Umlaufpumpe 3 in den oberen Teil des Bottichs i emporgepumpt, wo es durch
eine geeignete Spritzvorrichtung verteilt .und nachher veranlaßt wird, durch den
mit Spänen oder anderen Füllkörpern gefüllten Behälter i hinabzufließen, wobei der
Alkohol durch die Einwirkung der Luft und der Essigbakterien unter passenden Temperaturbedingungen
zum Essig vergoren wird. Auf diese Weise wird die Maischeflüssigkeit so lange durch
den Bottich gepumpt, bis der gewünschte Essiggehalt erreicht wird, worauf der hergestellte
Essig entkeimt und nach einem oder mehreren Lagerungsbehälternd., 5 überführt und
schließlich in geeignete Gefäße abgezogen wird.
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Der obere Teil ia des Gärbottichs i ist zweckmäßig gewölbt und aus
Metall hergestellt. Dadurch wird eine Vergrößerung der Abkühlungsfläche erreicht,
so daß die im oberen Teil des Bottichs gesammelten Essig-und Alkoholdämpfe leicht
kondensiert werden und wieder in den Bottich hinabfließen. Auch der Boden iv des
Bottichs ist gewölbt, um die Reinigung des Bottichs zu erleichtern. Ferner werden
durch diese Bauart tote Ecken vermieden, die sonst durch den Umlauf nicht berührt
werden. .In gewöhnlichen Gärbottichen für Essig bilden sich dagegen derartige Ecken
dadurch, daß die Böden flach sind. In der Mitte des Bottichs ist zweckmäßig eine
wannenartige, gewölbte Vertiefung i, vorgesehen, um vollständige Entleerung des
Bottichs durch das Zapfrohr 6 ztt ermöglichen. Dieses Rohr führt über einen Hahn
; und ein Filter 8 nach der Pumpe 3, welche die Maische in einer Rohrleitung 9 durch
eine Temperattirregelungsvorrichtung hindurch nach dem oberen Teil des Bottichs
i emporpumpt, in welchem eine Verteilervorrichtung in Form eines drehbaren Spritzarmes
i i o. dgl., z. B. aus rostfreiem Stahl, vorgesehen ist. Der Spritzarm ist in einer
schalenförmigen Lagerung iia gelagert, und seine beweglichen Arme sind zweckmäßig
nach unten gekrümmt, um sich der gewölbten Form des Gärbehälters anzupassen. jeder
Arm kann am Ende mit einem Schraubenpfropfen versehen sein, so daß eine Reinigung
leicht vorgenommen werden kann.
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Die Spanfüllung oder Spanschicht ruht auf einem Siebboden i2, der
auf Winkeleisen 12" abnehmbar angebracht sein kann, welche an den Innenwänden des
Bottichs i, z. B. durch Schweißen, befestigt sind. Hierdurch wird die Verwendung
von besonderen, auf dem Boden ib ruhenden Stützen für den Siebboden vermieden. Derartige
Stützen sind in den bisher bekannten Gärbottichen gebräuchlich, sie sind aber ungünstig,
weil sie den Raum im unteren Teil des Bottichs beeinträchtigen, welcher als Sammelraum
für die hinabfließende Flüssigkeit dient. In diesem Samnielraum id wird der Alkohol
durch eine Rohrleitung 13 hineingeführt, welche zweckmäßig exzentrisch ausmündet.
Um den Alkohol bis auf die gewünschte Konzentration zu verdünnen, wird Wasser durch
eine Leitung 15 aus einem Wasserbehälter 16 zugeführt, in welchem das Wasser bei
einer Temperatur von etwa 25° C gehalten wird. Ehe das Wasser in den Raum 1d gelangt,
strömt es durch einen Wassermesser 17 hindurch, so daß die zugeführte Wassermenge
genau gemessen und durch Hähne 14 auf den g s e wünschten Wert eingestellt werden
kann.
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Die Leitung 15 ist innerhalb des Raumes id zweckmäßig mit einem waagerechten
oder etwas geneigten, gebogenen Spritzrohr 18 verbunden, welches das Wasser in heftigen
Umlauf bringt und dadurch eine äußerst lebhafte Vermischung des Alkohols mit dem
Wasser bewirkt.
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Eine derartige lebhafte Vermischung ist von der größten Bedeutung,
damit die Gärung ungestört vonstatten geht. Zur Durchführung der lebhaften und schnellen
Vermischung trägt die oben beschriebene Form des Raumes id sowie das Fehlen der
Stützen für den Siebboden bei.
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Bei der Essiggärung werden beträchtliche Luftmengen verbraucht. Für
gewöhnlich hat man bisher diese Luft dadurch zugeführt,
daß man
an verschiedenen Stellen des Mantels des Gärbottichs besondere Zuglöcher vorgesehen
hat. Es hat sich aber gezeigt, daß die Luftverteilung bei so großen Bottichen, wie
sie die Erfindung vorsieht, nicht befriedigend ist, wobei noch die Luftzufuhr auf
diese Weise nicht hinreichend kontrolliert werden kann. Gemäß der Erfindung wird
die Luft daher zweckmäßig durch eine oder mehrere, z. B. ringförmige Verteilungsrohre
i9 zugeführt, welche in das Innere des Gärbottichs ragen und die Luft unter dem
Siebboden 12 oder in der Nähe desselben und gegebenenfalls auch an anderen Stellen
zuführen. Um eine gleichförmige Luftverteilung auch in den inneren Spanschichten
zu sichern, können ein oder mehrere senkrechte Verteilungskanäle 20 vorgesehen werden,
welche gegen den Raum offen und mit einer Anzahl abwärts gerichteter, längs der
Oberfläche der Kanäle verteilter Luftöffnungen 21 versehen sind. Die obersten Luftöffnungen
befinden sich in einem Abstand unterhalb der obersten Oberfläche der Spanschicht,
damit die Luft nicht unmittelbar ins Freie strömt. Die Luft kann durch Zugwirkung
zugeführt werden, aber zweckmäßiger ist, die Luft unter Druck mittels eines Gebläses
22 zuzuführen, so daß die zugeführte Luftmenge genau kontrolliert und unabhängig
von den äußeren Temperaturbedingungen geregelt werden kann. Ferner wird hierdurch
unter Umständen eine belebte Gärung ermöglicht. Die Luftkanäle 2o dienen gleichzeitig
als Träger für die Lagerung des Spritzarmes i i.
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Infolge Stromunterbrechung o. d:gl. kann es vorkommen, daß die Pumpe
3 während des Betriebes stehenbleibt. Dabei würde die Maische sich in immer größeren
Mengen im Raum id sammeln und könnte schließlich die Löcher des Luftzuführungsrohres
i9 abdecken, so daß die Essiggärung infolge Mangel an Luft bald aufhören würde.
Um dies zu vermeiden, kann gemäß Fig.2 ein zusätzliches Luftrohr iga in einen oder
mehrere der Luftkanäle 2o oberhalb des höchsten Flüssigkeitsspiegels im Gärbottich
einmünden. Dieses Luftrohr steht mit der Atmosphäre in stetiger Verbindung, so daß
Luft erforderlichenfalls auf diese Weise in die gärende Maische eingesaugt werden
kann. .
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Für die erforderliche Temperaturkontrolle in verschiedenen Teilen
der Spanschicht sind an geeigneten Stellen Thermometer 23 vorgesehen. Diese Thermometer
werden für gewöhnlich als Winkelthermometer ausgeführt und unmittelbar in die Spanschicht
hineingeschoben. Dabei hat es sich aber herausgestellt, daß die Thermometer durch
das Gewicht und das Sinken der Spanschicht leicht zerbrechen. Um dieser Möglichkeit
vorzubeugen, können durchlöcherte Schutzhülsen 2,4 für die Thermometer an den Innenwänden
des Bottichs i mittels Konsolen 25 oder anderen Verstärkungen befestigt werden.
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In derselben Weise kann ein Schutzrohr für ein Fühlerorgan 26 eines
thermostatisch und elektrisch geregelten Kühlwasserventils 27 vorgesehen werden.
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Der Gärbottich ist ferner mit einem Flüssigkeitsstandrohr 28 und mit
unteren und oberen Mannlochtüren 29 bzw. 30 ausgerüstet, von welchen die
letztere mit einem Beobachtungsfenster versehen sein kann.
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Oben steht der Bottich i durch ein Rohr 31 mit der Außenluft in Verbindung.
Um Verluste an Essig- und Alkoholdämpfen zu verhindern, ist ein Teil dieses Rohres
bei 32 wassergekühlt, wobei ein Kondensator in Form eines mit Wassermantel versehenen
und mit Verflüssigungskörpern gefüllten Raumes 33 am Auslaß des Rohres 31 angeordnet
ist. Der Auslaß selbst ist z. B. mittels eines drehbaren Deckels 34 regelbar, welcher
mit einer Anzahl Löcher versehen ist, die je nach der Stellung des Deckels eine
größere oder kleinere Fläche freilegen. Hierdurch kann die durch den Gärbottich.
hindurchströmende Luftmenge geregelt werden. Um ferner eine vollständige Verflüssigung
zu gewährleisten, wird ein Teil des mittels der Pumpe 3 in Umlauf gebrachten Alkoholess.iggemisches
in einem besonderen Kühler 35 gekühlt und nachher durch eine Leitung 36 in das Rohr
31 in Form einer Brause hineingeführt. Das Kondensat fließt zusammen mit der umgepumpten
Maische nach dem Bottich i zurück, indem der Einlaß 31" des Spritzarmes i i trichterförmig
ausgebildet ist.
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Der Alkoholbehälter 2 ist mit einem Flüssigkeitsstandrohr 37 sowie
mit einem Zapfrohr 38 versehen, welches in einem Abstand oberhalb des Bodens des
Behälters einmündet, so daß Schlamm und aridere Verunreinigungen beim Abziehen nicht
mitgerissen werden. Bei der Reinigung wird das Rohr 38 herausgeschraubt. Das Abziehen
erfolgt in den gewünschten Zeitpunkten mittels eines Zapfhahns 39, der durch eine
mechanische Verbindung 40 mit einem Lufteinlaßventil 41 zwangläufig verbunden ist,
so daß letzteres gleichzeitig mit dem Hahn 39 geöffnet wird. Hierdurch wird der
Vorteil erreicht, daß der Behälter außer beim Abziehen und beim Aufguß von der Außenluft
völlig abgesperrt ist, so daß Verdampfungsverluste vermieden `werden.
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Zu einer günstigen Durchführung des Gärvorganges ist es von größter
Bedeutung, daß im Gärbottich die richtige Temperatur aufrechterhalten wird. Bei
den bisher bekannten Apparaten hat man versucht, diese Idealteinperatur
mittels
einer Unzahl elektrischer Kontakte und Ventile zu erreichen, welche sowohl die umlaufende
1laischemenge ' als auch die Kühlwassermenge regeln. Man hat sogar zu demselben
Zweck den Umweg über einen besonderen Zwischenbehälter vorgeschlagen, welcher jedoch
die Anlage nur unnötigerweise kompliziert. Da die umlaufende Maischemenge allzu
gering gewählt wurde und stets geregelt werden mußte, ist es bisher nicht gelungen,
eine annähernd gleichiörinige Temperatur in den verschiedenen Teilen des Gärbottichs
zu erhalten. Die Temperatur war im oberen Teil der Gärschichten im allgemeinen zu
niedrig und im unteren Teil allzu hoch gehalten, und zwar weil man die allzu knappe
umgepumpte Menge zu stark abkühlen mußte, um die M=ährend des Gärvorganges gebildeten
Wärmemengen ableiten zu können.
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Diese übelstände werden dadurch vermieden, daß die umlaufende Maischemenge
hinreichend groß gewählt und konstant gehalten wird, während die Temperierung ausschließlich
durch das einzige thermostatgeregelte Ventil 27 erfolgt, welches die Kühlwassermenge
für den Temperaturregler io selbsttätig regelt. Irgendwelche Änderung der Menge
des umlaufenden Essiggemisches findet dagegen nicht statt, wie dies bei den bekannten
Anordnungen der Fall ist. Das Kiihlwasser wird einer Kaltwasserleitung .12 über
die Kühler 32, 33 und 35 entnommen, und das entweichende Kühlwasser, das somit erwärmt
worden ist, wird dem Wasserbehälter 16 zugeführt, welcher mit einem Überlauf 43
versehen ist. Wenn Erwärmung des Temperaturreglers io erforderlich ist, wird das
Ventil 27 veranlaßt, einen Dampf-oder Wärmezulauf zu demselben zu regeln.
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Die Pumpe 3 dient nicht nur als Umlaufpumpe, sondern auch dazu, den
fertigen Essig nach den Lagerungsbehältern zti pumpen. Zu dieseln Zweck ist eine
durch einen Hahn 44 geregelte Leitung 45 vorgesehen, welche nach dem Behälter 4
führt. Entkeimung des Essigs, welche vor der Lagerung vorgenommen werden muß, erfolgt
im Temperaturregler io, der dabei mit Dampf auf 7o bis 8o° G erhitzt wird. Da es
nicht zweckdienlich ist, diesen warmen Essig unmittelbar dem gelagerten Essig zuzuführen,
weil die #l£bl-zülilung dann allzu schnell erfolgen würde und eine wiederholte Erwärmung
des Lageressigs nicht erwünscht ist, wird im oberen Teil des Behälters ,4 eine Entkeimungskammer
.16 angeordnet. Diese ist mit einem durch ein Ventil 47 geregelten Auslaß nach dein
eigentlichen Lagerbehälter versehen. Nachdem die Entkeimung beendet worden ist,
wird das Ventil 47 geöffnet, wobei gleich--zeitig ein mit diesem Ventil verbundenes
Luftventil 48 geöffnet wird, so daß kein Vakuum entsteht.
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Die Wände und der Boden der Lagerungsbehälter sind in etwa derselben
Weise wie f_ler Gärbottich ausgeführt. Es können eine 3lannlochtfir und ein Flüssigkeitsstandrohr
50 vorgesehen sein. Für den Lagerbehälter 5 ist keine Entkeimungskammer notwendig.
Gegebenenfalls kann noch eine weitere Anzahl Lagerungsbehälter vorgesehen werden.
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Der entkeimte Essig wird mittels einer Pumpe 51 aus dem Lagerbehältet
durch ein Filter 52 hindurchgepumpt. Von der Pumpe führt auch eine Leitung 53 nach
dem Alkoholbehälter 2, damit man den Alkohol zwecks Denaturierung mit Essig vermischen
kann.
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Das Filter wird zweckmäßig als ein Schichtfilter ausgeführt, wobei
die verschiedenen aufeinandergelagerten Filterschichten in flachen Säcken aus geeignetem
Filtertuch verpackt werden, welche in den Filterbehälter eingelegt und zwecks Reinigung
leicht entfernt werden können. Die Reinigung kann einfach dadurch erfolgen, daß
die Säcke mit Wasser bespült werden. Der Filterbehälter wird mit einem Deckel 54
versehen, welcher durch einen Bügel und eine Schraube verschlossen werden kann.
Als obere Filterschicht wird z. B. Glassand oder Meersand benutzt, welcher infolge
seines Gewichts die unteren Filterschichten, die aus Asbest, Holz-oder Papierfasern
bzw.- aus Knochenkohle oder Kieselgur, jede der Schichten in einem Sack, bestehen
können, gegen die Filterwände anpreßt. Die unterste Schicht ruht auf einem gewölbten
Siebboden 56. Die gewölbte l-' orni wurde gewählt, damit eine größere Filteroberfläche
erhalten wird und damit die unterste Filterschicht zuverlässig gegen die Wände des
Filterbehälters angepreßt wird und ein Vorbeiströmen ungefilterter Flüssigkeit verhindert.
Ein absperrbarer Luftauslaß aus dein Filter ist bei 57 angezeigt.
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Aus dem Filter strömt der gefilterte und entkeimte Essig durch eine
Leitung 58 nach einem Essigbehälter 59 und von dort nach einem Aufgußapparat 6o
für Flaschen oder Fässer.