pH 완충: 미생물의 "편안함 지대" 유지
암발효 동안 유기산의 지속적인 생성으로 인해 발효 환경의 pH 값(산도 측정)이 지속적으로 감소하여 점점 더 산성이 됩니다. 대부분의 수소-생성 미생물은 산성 환경에 매우 민감하며, pH가 지나치게 낮으면 생리 활성에 심각한 영향을 미칠 수 있습니다.
바이오 숯, 특히 특정 원료(예: 미네랄이 풍부한{0}}밀짚)로 만든 바이오 숯에는 일부 알칼리성 물질(예: 탄산칼륨 및 탄산칼슘)이 포함되어 있습니다. 이들 물질은 발효 중에 생성된 산을 중화시켜 pH 완충제 역할을 하고, pH의 급격한 변화에 저항하며, 발효 환경을 미생물에 상대적으로 친화적인 pH 범위 내로 유지하려고 노력할 수 있습니다. 이는 미생물 활동을 유지하는 데 중요합니다.
팁: pH는 산도와 알칼리도의 척도입니다. 7은 중성, 7 이하는 산성, 7 이상은 알칼리성이다. 완충이란 상대적으로 안정적인 pH를 유지하는 능력을 말합니다.
억제제 흡착: "유해 폐기물" 제거
바이오 숯의 다공성 구조와 넓은 비표면적은 탁월한 흡착 능력을 제공합니다. 활성탄과 마찬가지로 발효액에 축적되고 미생물에 독성이 있는 대사 부산물(예: 과도한 유기산 및 에탄올)을 표면과 기공에 흡착할 수 있습니다.
이러한 방식으로, 바이오 숯은 발효액에서 이러한 억제제의 자유 농도를 효과적으로 감소시켜 미생물에 대한 직접적인 독성을 줄이고 제품 억제 효과를 완화할 수 있습니다.
팁: 흡착은 물질(예: 억제제)이 다른 물질(예: 바이오 숯)의 표면에 부착되는 현상을 의미합니다.
미생물 고정화: "정착지" 제공
흡착 외에도 바이오 숯의 거칠고 다공성인 표면은 미생물의 이상적인 부착 장소입니다. 미생물은 바이오 숯에 "침착"하여 생물막을 형성할 수 있습니다. 액체에서 "표류하는" 미생물과 비교하여, 부착 성장에 의해 형성된 생물막 공동체는 일반적으로 외부 환경 스트레스(예: 고농도 억제제)에 대한 더 강한 조직성과 내성을 가지고 있습니다.
이러한 "정착 장소"를 제공함으로써 바이오 숯은 미생물이 불리한 환경에 더 잘 적응하고 저항할 수 있도록 돕고 더 높은 바이오매스와 활동을 유지함으로써 수소 생산 공정의 안정적인 진행을 촉진합니다. 이를 미생물 고정화 또는 세포 집락화라고 합니다.
