التلقيح وكمية العناصر الغذائية المطلوبة
يتم التلقيح بمقدار 5 إلى 10 مليون خلية/مل، ويعني هذا العدد أن كميـة اللقـاح المطلوبـة لكـل كيلو لتر (متر مكعب) من المهروس حوالي 0.24 كجم من الخميرة الجافة النشطة. وبما أن عدد الخمير في التخمر المتقطع التقليدي يزداد بمقدار 3-10 أضعاف فإن كمية الخميرة الجديدة المنتجة لكل كيلو لتر من المهروس هي من 0.7 إلى 2.4 كيلو جرام . وبمـا أن محتـوى خلايـا الخميـرة من النيتروجيـن يتراوح من 3 إلى 8% من وزن الخلية الجاف فيجب توفر مادة مناسبة تمد الخميرة بهذه الكمية. ويمكن حساب كمية مصدر النيتروجين المطلوبة لكل متر مكعب من المهروس من المعادلة الآتية :
A = BC- D/100 x E/14n
حيث A هي الكمية المطلوبة من مصدر النيتروجين الذي تم اختياره ( كجم/كيلو لتر من المهروس)، B هي الكمية العادية أو المطلوبة للخميرة من النيتروجين (جرام نيتروجين/100 جرام خلايا جافة)، C هي كمية خلايا الخميرة الجافة المتوقعة (كيلو جرام/كيلو لتر)، BC/ 100 هي كمية النيتروجين المطلوبة لنمو الخلايا الجديدة (كيلو جرام/كيلو لتر)، D هي كمية النيتروجين الموجود بالفعل في المهروس (كيلو جرام/كيلو لتر)، E هي الوزن الجزيئي لمصدر النيتروجين الذي تم اختياره وأخيراً n هي عدد ذرات النيتروجين لكل جزيء من المصدر الذي تم اختياره، 14 هو الوزن الذري للنيتروجين .
ويجب أن يعلم المنتجين أن المواد النيتروجينية في المهروس ليست كلها قابلة للتمثيل بواسطة الخميرة بنسبة 100% ولذلك فلابد من إضافة كمية أكثر من الكمية المحسوبة بواسطة المعادلة السابقة وخصوصاً في التخمرات التي تجرى على مستوى كبير جداً.
وبالمثل يمكن حساب كميات الفوسفور والكبريت المطلوبة من مصادرها المناسبة ولكن بتركيزات أقل بكثير من تركيز النيتروجين. ويرى البعض ضرورة الأخذ في الاعتبار مستخلص خلايا الخميرة التي تتحلل ذاتياً أثناء عملية التخمر وما تحتويه من عناصر غذائية.
وقد يكون التخمر بطيء في بدايته ولذلك يجب تحضير اللقاح من الخميرة الجافة النشطة وذلك بتنميتها في كمية من المهروس المعقمة والتي تم إمدادها جيدا بالمواد الغذائية اللازمة للخميرة. في هذه الحالة يزداد نمو ونشاط الخميرة التخمري خلال الساعات الأولى بعد التلقيح ويبدأ تكون الرغوة التي قد تكون ضارة بعملية التخمر وخصوصاً مع المواد الخام المحتوية على زيوت مثل الذرة ولذلك يجب إمداد بيئة التخمر بمواد مضادة للرغوة. ويقل معدل التخمر بعد 30 ساعة وينخفض رقم الـ pH إلى أقل من 4 ويستهلك كل السكر القابل للتخمر وبذلك تكتمل دورة التخمر لتبدأ دورة جديدة فيما يعرف بالتخمر المتقطع.
الاستخلاص
بعد ذلك تبدأ مرحلة استقبال واستخلاص الإيثانول والنواتج الوسطية عن طريق التقطير وعلى أية حال فإن عمليات التقطير، التقطير الاستخلاصي Extractive distillation، استخلاص المذيبات وثاني أكسيد الكربون ، التجفيف ، وتحضير النواتج الوسطية لن يتم مناقشتها في هذا الكتاب حيث أن علاقتها ليست كبيرة بعلم الميكروبيولوجي ، ولكن كمثال فقط على كميات النواتج الأخرى المنتجة مع الإيثانول ، نذكر أن مصنع الإيثانول الذي ينتج 60000 طن إيثانول سنويا من الذرة ، سوف ينتج أيضاً 62000 طن من منتجات تقطير الحبوب الجافة والقابلة للذوبان والمحتوية على 28-35% بروتين خام وتباع كعلائق للحيوانات (البنسلين المضاف أثناء التخمير بواسطة بعض المصانع للتحكم في التلوث البكتيري يمكن أن يكون مشكلة إذا تغذت حيوانات اللبن على هذه العلائق) ، و 45000 طن من ثاني أكسيد الكربون المعبأ ، و 23 طن من الألدهيدات والكيتونات . من نـاحيـة أخرى فـإن هـذا المصنـع سـوف يتطلب 101 طن من المواد الغذائية للخميرة و 180 طن من الخميرة الجافة النشطة و203000 طن من الذرة.
ساحة النقاش