KRALJEVINA JUGOSLAVIJA UPRAVA ZA ZAŠTITU Klasa 12 (5) INDUSTRISKE SVOJINE Izdan 1. Juna 1931. PATENTNI SPIS BR. 7995 Ing. Hugo Wertheim, hemičar, Wieg, Austrija i Dr. Walter Pollak, hemičar* OlmiitTL, Cehoslovačka. Postupak za istovremeno spravljanje butylalkohola i acetona pomoću vrenja. Prijava od 18. februara 1930. Važi od 1. septembra 1930. Traženo pravo prvenstva od 23. februara 1929. (Austrija). Pronalazak se odnosi na spravljanje butylalkohola i acetona pomoću previranja ugljenih hidrata. Pošto je Fernbach ustanovio (nemački patent br. 323533) da pri previranju ugljenih hidrata ili materija, koje sadrže ug-Ijene hidrate pomoću izazivača vrenja „tipa Bac. butylicus Fitz“ sa izolovanjem od vazduha, postaju kao glavni produkat bu-tylalkohol i aceton sa neznatnim količinama drugih alkohola, ovaj postupak se u sjedinjenim Državama severne Amerike brzo razvio do velikog industrijskog značaja. Kao ishodni produkti mogu poslužiti kako škrobne, tako i šečerne prirodne si-rovine, buduči da izazivači bakterijskog aceton-butylalkaholnog vrenja mogu škrob encimatički lako da degraduju u monosa-haride. Butyl-atkohol i aceton bivaju od svih do sada upotrebijenih izazivača vrenja obrazovani u sfalnom odnosu 2:1. Dobit u „rastvornim sredstvima“ kreče se iz-među 21—25% računalo na suv kukuruz. Pored toga postaju kao gasovi proizvodi vrenja ugljena kiselina i vodonik. Razvijanje ove vrste vrenja do današnjeg stanja tehnike naročilo je uvečano sazna-njem, da se za pravilno postizanje snažnih previranja mora poči od kultura, koje ne sadrže nikakve vegetativne odlike, nego isključivo sadrže spore. Prema torne se za inokulaciju upotrebljuju kulture, koje su kratko vreme bile zagrevane na skoro 90°. Dalje se pokazalo, da kiseline koje postaju pri previranju ne smeju biti neutralisane sa kredom. Sta više za pravilan tok vrenja potrebno je, da se kiselost u početku stalno povečava dok ne dostigne maksimum, da bi zalim ponovo stalno opadala do završetka vrenja. Kriva vrenja je postala važno sredstvo za nadgledanje rada: ako kiselost veoma sporo ili eventualno nista ne zaostaje (opada), to je sigurno znak,, da su kljukovi inficirani ili da je sam izazivač vrenja oslabljen. Sadržina ugljenih hidrata kod kljukova mora se u glavnom nalaziti ispod koncentrisanosti koje su kod alkoholnog vrenja dozvoljene. Najviša gra-nica je dala sa 8°/,, škroba. Ali i pored manje koncentrisanosti, znatno je visko-zitet ktjukova, koji se upravljaju pomoču izlaganja ishodnih produkata pari pod pritiskom, naročilo kod prerade kukuruznog, brašna, usled čega je predlagano, da se ovo kuvanje pod pritiskom izvodi dodava-juči one ograničene količine, koje su upravo dovoljne, da se difosfati, koji se drže u brašnu, prevedu u monofasfate: najzad je več Fernbach preporučio, da se u kljuk sme-šanim sirovinama koje sadrže ugljenik hidrata prema potrebi dodadu kao hranljiva materija razblaženi ili delimično degradi- Din. 10. rani kvasci. Pored ovih za tehničko razvide postupka više ili manje važnih predloga nalaze se, naročilo u patenlnim spi-sima, kojima se pripisuju specifične oso-benosti za ovaj proces. Prema ovom pronalasku ostavlja se sada sebi glavno vrenje u kljukovima, koji pre uvođenja vrenja bivaju zakišeljeni do-davanjem organskih kiselina naročilo mlečne kiseline. U koliko se za sprovođenje aceton-butyl-alkoholnog vrenja može radili uvek sa podesnim organizmom, biva lime povečana čistoča i sigurnost toka vrenja. Organske kiseline dejstvuje kao šlo je poznalo u mešavini sa svojim solima, koje one obrazuju sa jakim bazama, kao amor-tizerima i time sprečavaju da koncentrrsa-nost vodeničnih jonova, i pored jpriraštaja kiselosti za vreme vrenja, može preči iz vesne granice. Ovo naročilo dejstvo, koje je svojstveno organskim kiselinama pored sposobnosti da smanje opasnost od nastopanja sporednih vrenja, ne daje se postiči dodatkom neorganskih kiselina. Amortizu-juče dejstvo sistema, koje se samo sobom podešava, organske kiseline — soli ovih kiselina sa jakim bazama, biva korisnojoš povečano pomoču, po sebi poznatog, dodatka uništenih ili autoliziranih kvasaca ili pomoču dodatka drugih dobro amortizuju-čih mešavina materija, koje istovremeno predstavljaju hranjive materije, koje sadrže azota, na pr. pomoču mešavina biljnog porekla, koje sadrže belančevine. Pored toga se preporučuje dodatak amonium jedinje-nja, naročilo amonijačnih soli ili karbamida ili torne sl. Umesto da se kljuku dodaje organska kiselina, može se ona u kljuku pustiti da postaje pomoču fermentalivnih procesa, kao na pr. mlečna kiselina pomoču mlečno-ki-selog vrenja, koje je poznalo u fabrikaciji kvasca. Početna kiselost kljuka (titraciona kise-lost prema Bromthymol plavetnilu) biva odgovarajuči podešena na 1,4—1,6. (Stepeni kiselosti daju ovde i u sledečem broj cm3 neutralisanog natrium-hidrata, koji su pri upofrebi Bromthymol-plavetnila potrebni kao indikator za neutralisanje 100 cm3 medija). Ph-vrednost treba na početku vrenja pri stepenu amortizovanja od najmanje 4, da se nalazi između 5—4,6. Stepen amortizovanja 'n biva matematički izražen kao diferencijalni količnik od Ph po pridodatoj kiselini (ili lužini) i to strogo uzeto kao parcijalni količnik pri odre-đenom Ph. Brojni iznos amortizovanja biva, kao što je poznalo određen merenjem promene Ph-vrednosti pri dodatku odrede-ne male količine kiseline ili alkalija u da-toj količini previručeg medija. Dodatci bi teoriski morali biti beskonačno mali, praktično je donja granica postavljena tačno-šču metode za određivanje Ph. Da bi se dobili uporedivi rezultati merenja, mora dodata količina kiseline (lužine) biti konstantna kod svih ogleda. Datim zr-vredno-stima leži u osnovi sledeča poznata me toda određivanja. Bivaju sve po tri probe istovremeno uzete iz previručeg medija, i to svaka po 1 cm3. U jednoj od svih proba biva Ph mereno po jednoj od poznatih metoda. Drugoj probi dodaje se 0,5 cm3 n/100 H2S04. trečoj 0,5 cm3 n/100NaOH, posle čega Ph-vrednost biva i u ovim obema probama merena po istoj metodi. Promene Ph-vrednosti su indirektno proporcionalne amortizovanju zr. Iznosi ovih prome-na trebalo bi teoriski da imaju istu vred-sa raznim znacima. Praktično se pokazuju često znatna odstupanja između promena Ph-vrednosti, koje bivaju zauzete ekvivalentnim količinama kiseline i lužine. Kod praktičnog određivanja biva uzeta kao zr aritmetička sredina promena Ph-vrednosti prema kiseloj ili alkalnoj strani. Za odre-đivanje Ph bila je upotrebljena poznata indikator-folien-metoda od Dr. Peter Wulff-a (nemački patent br. 405091). Preporučuje se, da se tok vrenja nad gleda primenjujuči ovu metodu pomoču periodičnih merenja stepena amortizovanja, da bi se zr-vrednost prilagodila prema promeni kiselosti tako, da se ona (zr) povečava i korisno sa maksimumom kiseline dostiže največu vrednost. Budu li se ustanovili nedovoljno visoki stepeni amortizovanja u toku glavnog vrenja, to se ono izravnava time, što se kljuku naknadno do-daju visoko amortizujuči dodatci, na pr. soli mlečne kiseline vinske kiseline, limu-nove kiseline ili oksalne kiseline. Za sprovođenje vrenja bivaju umnožene samo kulture, koje sadrže spore, kao što je to opšte poznalo, u više pridodataka sa večom zapreminom, dok se najzad ne dobija potrebna količina za podsticanje glavnog kljuka. I kljukovi za veliko vrenje bivaju pripravljeni na poznat način. Največa koncentrisa-nost u škrobu ili šečeru iznosi 6—7°/0. Primer izvođenja: 100 lilara kljuka treba da sadrže oko 35—37 kgr. krompira ili 9—10 kgr. kuku-ruznog brašna. Druge škrobne materije bivaju odgovarajuči njihovoj sadržini škroba prerađene u kljukove iste koncentrisanosti (6—7°/o čisfog škroba). Krompiri se unose celi, kukuruz pak ili torne sl. u vidu brašna sa podesnom količinom vode, u autoklave, koji su snabdeveni sa mešalicama, i drže se pod parom pri pritisku od 2—3 atmosfere oko 1—2 časa. Dodatci hranljive ma- terije (uništeni ili amortizirani kvasci ili klice od slada u vezi sa karbamidom ili amonium fosfatom ili amonium sulfatom ili sa sličnim materijama, koje sadrže azota u raznovrsnim kombinacijama) bivaju kljuku dodati još u autoklavu. Podesni sastavi su na pr. na 100 litara kljuka 125 grama uni-štenih ili degenerisanih kvasaca, 125 gr. klica od slada i 40 gr. amonium sulfata. Kljuk biva ispušten neposredno u ranije brižljivo sterilizovane sudove za vrenje, koji su snabdeveni sa mešalicema, i koji su potpuno zatvoreni i koji moraju biti snabdeveni sa podesnim dodatkom radi hvatanja obrazovanih gasova. Po podeša-vanju odgovarajuče početne kiselosti, radi čega se dodaje 80—90 cm8 80%"ne mlečne kiseline na svakih 100 litara kljuka, biva kljuk na pr. pomoću ugrađenih hlad-nika ohlađen na temperaturu vrenja 37—38°C ali se radi ovoga kljuk može propuštati i kroz predugrađene aparate za izmenu toplote. Ako je glavni kljuk spreman za podsfi-canje, mora bili gotov i dodatak bakterija podesne zapremine, koji služi za podstica-nje. Za njegovo spravljanje prekalemljuje se na pr. kultura iz vrste Bacterium Amy-lobacter A. M. i Bredemann, koja je empi-rički ispitana u odnosu na svoju sposobnost da izazove acelonbutyl-alkoholno vrenje, a posle krutkog zagrevanja hranljivog tla na skoro 80° na 100°. koje skoro na isti način pripremljeno kao glavni kljuk i nastavlja se razvijanje pri 37—38"C pod anaerobnim uslovima. Posle skoro 48 ča-sova počinje rastenje i razvijanje cidija. Pošto se uverimo o besprekornoj kakvoči kulture, vrši se prekalemljivanje na približno 2 litra sterilnog kljuka istog sasfava i posle 24 časa na približno 20 litara kljuka iste vrste. Posle daljih 24 časa dolaze ovih 20 litara u pripremljen kljuk od 200 do 300 litara, koji posle drugih 24 časa biva preveden u glavni kljuk, koji je u me-đuvremenu pripremljen za podsticanje. Za vreme vrenja glavnog kljuka bivaju, najmanje četiri puta dnevno, pored bakle-riološke kontrole i titracione kiselosti, odre-đivani Ph i stepen amortizovanja, što prema okolnostima vodi ka dodatku daljih amortizujučih materija. Posle skoro 30—32 časovnog vrenja, za vreme kojeg previru-či kljuk mora s vremena na vreme da se oprezno promeša, dostignut je vrhunac vrenja, a time i maksimum kiseline. Po zaršetku vrenja obrazovani glavni produkti (butyl-alkohol i aceton) bivaju dobiveni poznatim postupkom pomoču frakcionisanih destilisanja. Neznatne količine drugih alkohola ne pokazuju moguč-nost za njihovo izdvajanje. Gasovi, koji postaju za vreme vrenja, vodonik i ugljena kiseline, mogu kao što se to i inače dešava, biti iskoriščeni, isto tako i zaostatci, koji sadrže značajne materije za hranu. Patentni zahtevi: 1. Postupak za istovremeno spravljanje butyl-alkohola i acetona pomoču vrenja, naznačen time, što se kljukovi od glavnog vrenja zakišeljavaju dodatkom ili fermenta-tivnim obrazovanjem neisparljivih organskih kiselina, naročilo mlečnom kiselinom. 2. Oblik izvođenja postuka po zahtevu 4 naznačen time, što se kljuku dodaju dobro amortizujuče mešavine materija, koje istovremeno služe kao hranljive materije sa sadržinom azota. 3. Oblik izvodenja poslupka po zahtevu 1 i 2 naznačen time,, što se kljuku osim amonium jedinjenja dodaju još naročilo amonijačne soli ili karbamid ili torne sl. 4. Oblik izvodenja poslupka po zahtevu 1—3 naznačen time, što početna kiselost glavnog kljuka (titraciona kiselost prema Bromtymol-plavetnilu) biva podešena na najmanje 1,4—1,6. 5. Oblik izvodenja poslupka po zahtevu 1—4 naznačen time, što Ph-vrednost u glavnem kljuku, pri stepenu amortizovanja od najmanje 4, biva podešena između 4—5,6. 6. Oblik izvodenja poslupka po zahtevu 1—5 naznačen time, što tok vrenja biva nadgledan periodičnim merenjem stepena amortizovanja i zr-vrednost biva podešena prema promeni kiselosti tako, da se stalno pojačava zajedno sa njom i korisno dosti-že vrhunac sa maksimumom kiseline. 7. Oblik izvodenja poslupka po zahtevu 1—6 naznačen time, što pri ustanovljenu nedovoljno visokog stepena amortizovanja u toku glavnog vrenja bivaju glavnom kljuku pridododati visoko amortizujuči dodatci, na pr. soli mlečne kiseline, vinske kiseline, iimunove kiseline ili oksalne kiseline. ' . ■ ■ . ■ ' ■ . ■