БИОМАССА Как источник энергии

Этанольная ферментация1′

Периодическая ферментация. Некоторые виды сырья могут подвергаться только такой ферментации. При ферментации сырья из хлебных злаков неферментирующуюся часть обычно также приходится пропускать че­рез ферментер. Извлечение дрожжевых клеток из твердых веществ, со­держащихся в ферментационной жидкой фазе, при непрерывной рецир­куляции неэффективно и неэкономично. Суспендированные субстраты чувствительны к загрязнению, которое легче предотвратить при перио­дической ферментации.

Для периодической ферментации требуется ряд ферментеров, дей­ствующих последовательно. В типичных случаях полный фермента­ционный цикл в одном аппарате периодического действия продолжает­ся 2-3 сут. Емкость аппарата должна быть такой, чтобы обеспечивалась

*> В настоящее время этанол в США получают, как правило, синтезом из этилена [7].

Ферментация сырья в присутствии отходящих продуктов, а остальная часть установки эксплуатировалась на непрерывном потоке. Поэтому для проведения периодического процесса используются ферментеры большой емкости.

Непрерывная ферментация. Такая ферментация осуществляется обычно при использовании растворимого сырья. В случае растворимого сырья рециркуляция дрожжевых клеток не вызывает затруднений, и, кроме то­го, легче осуществляется его стерилизация. При непрерывной фермента­ции требуется более сложное контрольно-измерительное оборудование и оборудование для извлечения дрожжей. Однако затраты на приобре­тение в малых установках компенсируются за счет меньших капитало­вложений на сооружение ферментеров меньшей емкости.

Снабжение дрожжами. Для нормальною производства этанола важное значение имеет наличие соответствующего штамма дрожжей. Дрожжи могут покупаться на стороне или производиться на месте. Экономиче­ски, по-видимому, более выгодно разводить штамм в среде, где перера­батывается субстрат. В этом случае штамм приспосабливается к суб­страту и окружающим условиям. Для приготовления посевных культур с достаточным количеством дрожжевых клеток используются фермен­теры меньшего размера, чем для ферментации субстрата. Система вы­ращивания дрожжей как посевного материала включает ряд ферменте­ров и оборудование для переноса посевной культуры без загрязнения. В периодическом процессе инокуляция производится для каждой фер­ментации. В непрерывном процессе большая часть дрожжевых клеток выделяется из жидкой среды и используется для роста культуры в фер­ментере. Выделение дрожжевых клеток осуществляется обычно центри­фугированием. Теряемые дрожжи восполняются новыми из системы вы­ращивания, которая значительно меньше, чем требовалось бы для периодических процессов с такой же производительностью. В рецирку­ляционном процессе потребление субстрата для выращивания дрожжей снижается.