Стабильная ферментация
В ферментерах лабораторного масштаба (загрузка 1,6 кг летучей части твердых веществ/м3 в сутки со временем удержания 18 сут) в обычных условиях была достигнута стабильная ферментация крупной бурой морской водоросли. Выход метана (0,28 м3/кг добавленной летучей части твердых веществ) оказался высоким по сравнению с выходом при использовании отходов и биомассы, состоящих в основном из углеводов, а также городских твердых отходов, травы, отходов рогатого скота скотооткормочного хозяйства и навоза молочных ферм (табл. 12). (Следует иметь в виду, что высокие темпы производства метана не всегда ассоциируются с высокими выходами. В конечном счете необходимо добиваться максимального повышения обеих характеристик.)
Результаты приведенных исследований свидетельствуют о том, что анаэробная ферментация морских водорослей не замедляется под действием фосфора и азота, если отношение C/N равно или меньше 17. В случае перегнивання морских водорослей при повышенных температурах ферментация становится нестабильной и выход метана уменьшается. При добавлении морских водорослей, разбавленных и не разбавленных морской водой, процесс перегнивання замедляется, даже если время удержания увеличится в два раза. Это, очевидно, связано с высокой концентрацией солей. После периода адаптации производительность метана постепенно восстанавливается до нормальной. Использование посевных культур, взятых из анаэробной морской среды, не привело к повышению производительности микроорганизмов по сравнению с посевной культурой IGT (Института газовой технологии), выращенной в перегнивателе, в который в качестве сырья поступали отстой сточных вод и твердые городские отходы. Поэтому в настоящее время продолжается поиск посевной культуры, которая могла бы обеспечить высокую производительность при окружающей температуре (примерно 26°С).
Анализ материального баланса системы анаэробной ферментации бурых водорослей свидетельствует о том, что большая часть метана образуется в результате разложения альгина и маннита, в то время как протеин и целлюлоза относятся к таким компонентам отходящих твердых веществ, которые менее всего подвергаются разложению. Не было установлено, действительно ли протеин, содержащийся в твердых веществах отходов, ассоциирован с морской водорослью или бактериями, култивируемыми в процессе ферментации. Предварительные исследования показали, что только тепло (так же как гидролиз с кислотной или щелочной средой при подводе тепла) увеличивает способность к биоразрушению отходящих твердых веществ.
Проводимые в настоящее время в широком масштабе работы в области получения энергетического сырья путем анаэробной ферментации морских водорослей имеют своей целью уменьшение размеров реактора за счет оптимизации времени удержания и загрузки, а также увеличение выхода метана за счет усовершенствования различных процессов ферментации, оптимизации микрокультуры и фазового разделения.
