БИОМАССА Как источник энергии
Температура
Скорость роста микроорганизмов и выход этанола существенно зависят от температуры [19-23]. Ферментация вина и пива обычно проводится при температуре ниже 20°С, вместе с тем при промышленном производстве спирта с применением дрожжевых культур температура может достигать 30-38°С. По мере повышения концентрации этанола снижается оптимальная температура роста клеток и производства этанола. При высокой концентрации этанола ингибирующее действие при более высоких температурах может быть сильнее, чем при низких температурах, вследствие большей нестабильности структуры клеточной мембраны.
Делались попытки выделить термофилы - культуры, развивающиеся при температуре выше 50°С [18, 20]. Применение таких культур, по-видимому, позволило уменьшить бы расходы на охлаждение ферментера и на отгонку этанола.
Температура может влиять также на соотношение химических продуктов, получаемых анаэробной ферментацией пировиноградной кислоты. Таким образом, температурные сдвиги могут привести к изменению количества пировиноградной кислоты, перешедшей в этанол, органических кислот и других спиртов.
Комплекс по производству этанола, где полностью используется сырье (например, пшеничные зерна (рис. 4)), может дать положительный энергетический эффект. Такой комплекс включает установку для пронзвод- Ства этанола и промышленного типа хозяйство для откормки рогатого скота. В энергетическом балансе учитывается энергия, расходуемая на выращивание пшеницы, и энергия для производства пара.
Микроорганизмы, ответственные за производство этанола ферментацией, являются факультативными, так как они могут развиваться как при наличии кислорода, так и без него. В присутствии кислорода из начального субстрата образуется больше клеточной массы (в 5-10 раз больше, чем в анаэробных условиях), и скорость роста ее увеличивается. Другими словами, аэрацией можно увеличить выход клеточной массы и интенсивность процесса.
Для составления энергетического баланса необходимо точно определить границы рассматриваемой системы. Энергетический к. п.д. может быть использован для оценки к. п.д. различных систем по переработке биомассы. Однако в тех случаях, когда процесс переработки биомассы включает стадии производства энергии (например, водяного пара или электроэнергии), более полезным будет сравнение термодинамических к. п. д., поскольку последний дает возможность установить, какая из систем для производства работы (энергии) лучше по сравнению с идеальной.
