БИОМАССА Как источник энергии
РН ферментационной среды
Важным фактором для роста клеток является рН среды [23, 24]. Дрожжевая ферментация большей частью проводится при рН ниже 4,5, хотя возможно, что это и не оптимальное значение. Дрожжевые культуры могут расти в среде, рН которой меняется от 3 до 8, причем оптимальный рост происходит обычно в слегка кислых средах. Сдвиги в рН могут также влиять на соотношение органических продуктов, производимых дрожжевыми культурами. Таким образом, оптимальный рН для ферментационного процесса должен обеспечивать баланс между образованием этанола, ростом клеток микроорганизмов и физиологическим влиянием на обмен с сырьем. Низкие значения рН при дрожжевой ферментации способствуют ингибированию роста загрязняющих бактериальных культур. Оптимальный рН для бактериальных культур равен примерно 7-7,5, при этом они отличаются меньшей стойкостью в кислой среде, чем дрожжи. Поэтому ферментация с использованием Clostridium или Bacillus проводится в среде с более высоким рН, поддерживаемым путем использования буферного растворителя.
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.
