Ρυθμιστικό pH: Διατήρηση της «Ζώνης Άνεσης» των Μικροοργανισμών
Κατά τη σκοτεινή ζύμωση, η συνεχής παραγωγή οργανικών οξέων οδηγεί σε συνεχή μείωση της τιμής του pH (ένα μέτρο οξύτητας) του περιβάλλοντος ζύμωσης, καθιστώντας το όλο και πιο όξινο. Οι περισσότεροι μικροοργανισμοί που παράγουν υδρογόνο-είναι πολύ ευαίσθητοι σε όξινα περιβάλλοντα και το υπερβολικά χαμηλό pH μπορεί να επηρεάσει σοβαρά τη φυσιολογική τους δραστηριότητα.
Το βιοκάρβουνο, ειδικά το βιοάνθρακας που παρασκευάζεται από ορισμένες πρώτες ύλες (όπως το πλούσιο άχυρο{0}) περιέχει ορισμένες αλκαλικές ουσίες (όπως ανθρακικό κάλιο και ανθρακικό ασβέστιο). Αυτές οι ουσίες μπορούν να εξουδετερώσουν τα οξέα που παράγονται κατά τη ζύμωση, ενεργώντας ως ρυθμιστικό pH, αντιστέκονται σε δραστικές αλλαγές στο pH και προσπαθώντας να διατηρήσουν το περιβάλλον ζύμωσης σε ένα εύρος pH που είναι σχετικά φιλικό στους μικροοργανισμούς. Αυτό είναι ζωτικής σημασίας για τη διατήρηση της μικροβιακής δραστηριότητας.
Συμβουλή: Το pH είναι ένα μέτρο οξύτητας και αλκαλικότητας. Το 7 είναι ουδέτερο, κάτω από το 7 είναι όξινο και πάνω από το 7 είναι αλκαλικό. Το ρυθμιστικό διάλυμα αναφέρεται στην ικανότητα διατήρησης ενός σχετικά σταθερού pH.
Προσρόφηση αναστολέων: Αφαίρεση «επιβλαβών αποβλήτων»
Η πορώδης δομή και η μεγάλη ειδική επιφάνεια του biochar του δίνουν εξαιρετικές δυνατότητες προσρόφησης. Όπως ο ενεργός άνθρακας, μπορεί να προσροφήσει μεταβολικά υποπροϊόντα που συσσωρεύονται στον ζωμό ζύμωσης και είναι τοξικά για μικροοργανισμούς (όπως υπερβολικά οργανικά οξέα και αιθανόλη) στην επιφάνεια και τους πόρους του.
Με αυτόν τον τρόπο, ο βιοξανθράκων μπορεί να μειώσει αποτελεσματικά την ελεύθερη συγκέντρωση αυτών των αναστολέων στον ζωμό ζύμωσης, μειώνοντας έτσι την άμεση τοξικότητά τους στους μικροοργανισμούς και ανακουφίζοντας τις επιδράσεις αναστολής του προϊόντος.
Συμβουλή: Η προσρόφηση αναφέρεται στο φαινόμενο μιας ουσίας (όπως ένας αναστολέας) να προσκολλάται στην επιφάνεια μιας άλλης ουσίας (όπως το βιοαπάνθρακας).
Μικροβιακή ακινητοποίηση: Παροχή "τόπων εγκατάστασης"
Εκτός από την προσρόφηση, η τραχιά και πορώδης επιφάνεια του biochar είναι μια ιδανική θέση προσκόλλησης για μικροοργανισμούς. Οι μικροοργανισμοί μπορούν να «εγκατασταθούν» στον βιοαπανθρακτήρα, σχηματίζοντας ένα βιοφίλμ. Σε σύγκριση με τους μικροοργανισμούς που «παρασύρονται» στο υγρό, οι κοινότητες βιοφίλμ που σχηματίζονται από συνδεδεμένη ανάπτυξη έχουν συνήθως ισχυρότερη οργάνωση και ανοχή σε εξωτερικές περιβαλλοντικές πιέσεις (όπως υψηλές συγκεντρώσεις αναστολέων).
Παρέχοντας αυτές τις "θέσεις εγκατάστασης", το βιοκάρβουνο βοηθά τους μικροοργανισμούς να προσαρμοστούν καλύτερα και να αντιστέκονται σε δυσμενή περιβάλλοντα, διατηρώντας υψηλότερη βιομάζα και δραστηριότητα, προωθώντας έτσι τη σταθερή πρόοδο της διαδικασίας παραγωγής υδρογόνου. Αυτό ονομάζεται μικροβιακή ακινητοποίηση ή κυτταρικός αποικισμός.
