Альтернативная энергетика

Биомасса

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

Общая кинетика процесса и эффективность превращения субстрата в этанол существенным образом зависят от предварительной подготовки субстрата для ферментации. Некоторые микроорганизмы расщепляют крахмал на сахар-мальтозу и глюкозу, которые затем могут быть превращены в этанол. Однако используемая в большинстве ферментационных процессов дрожжевая культура Saccharomyces неспособна превращать крахмал в ферментирующиеся сахара. Поэтому крахмал перед ферментацией в этанол подвергают гидролизу, в результате которого образуются мальтоза и глюкоза. При производстве пива гидролиз ячменного крахмала осуществляется с помощью растительных ферментов (амилаза), получаемых из прорастающих семян в процессе образования солода []. В других процессах ожижение крахмала осуществляется путем добавления грибковых амилаз.

Метаболические пути (последовательности), протекают не только в анаэробных условиях. Присутствие кислорода (или его отсутствие) не влияет на путь обмена. В аэробных условиях восстановленный в этих метаболических последоиательностях никотина-

мидадениндинуклеотид (NAD+ до NADH) вновь окисляется через си

стему транспорта электронов, в которой кислород служит акцептором

электронов, и образуется вода. Однако в анаэробных условиях микробы

используют в качестве акцептора электронов какое-то органическое со

единение, чтобы регенерировать NAD + . В процессе эволюции возмо

жен ряд систем, в которых основной точкой ответвления в процессе фер

ментации служит пировиноградная кислота.

Наиболее эффективный способ производства этанола-дрожжевая ферментация. При брожении с образованием смеси кислот (Clostridium) пировиноградная кислота превращается в молочную, муравьиную, уксусную кислоты, диоксид углерода, водород и этанол.

При бутандиоловом брожении (Bacillus) получают этанол и четыре других основных  

Не все микроорганизмы пригодны для промышленного производства этанола. Кроме того, ни одна из известных культур не является идеальной для эффективной конверсии или сильного разжижения перечисленных выше субстратов. Наиболее интенсивно используются дрожжевые культуры [], особенно Saccharomyces. Сравнительно высокотемпературная этанольная ферментация осуществлялась с участием бактериальных культур Bacillus и Clostridium [].

Для промышленного производства алкогольных напитков, в том числе и спирта, используются в основном два типа дрожжевых культур, которые относятся к Saccharomyces. Одну из них называют верхним ферментатором, поскольку большая часть дрожжевых клеток остается наверху ферментационной жидкой среды, а другую - нижним ферментатором, так как дрожжевые клетки в период активной ферментации оседают на дно аппарата. В процессе производства алкогольных напитков иногда используют «дикие» дрожжи. В то же время изучается возможность использования для производства этанола видов Saccharomyces, так как в этом случае достигается высокая эффективность превращения Сахаров в этанол []. Кроме того, они не очень поддаются ингибированию при высоких концентрациях этанола по сравнению с другими микроорганизмами.

Использование бактериальных культур для производства этанола объясняется их высокой стойкостью к повышению температуры. Так, например, некоторые виды Clostridium и Bacillus способны развиваться при температуре 50°С и выше, что позволяет уменьшить расходы на ферментацию и отгонку спирта.

 ТЕПЛОВЫЕ УСТАНОВКИ НА БИОТОПЛИВЕ. Биотопливо. Биогаз

 Биогаз. Биоконверсия солнечной энергии. Способы получения энергии ...