Современные подходы к ацидогенной ферментации для получения летучих жирных кислот из отходов

Летучие жирные кислоты (ЛЖК) являются важными платформенными химическими соединениями, используемыми во множестве отраслей, включая химическую, фармацевтическую, пищевую промышленность и сельское хозяйство. Современный способ производства ЛЖК основан на нефтехимическом сырье. ЛЖК могут производиться биологическим путем с использованием органических отходов в качестве субстратов, что непосредственно способствует развитию устойчивой экономики. Этот процесс обычно называют ацидогенной ферментацией (АФ). В настоящем обзоре рассматриваются современные исследования по разработке процессов АФ, оптимизированных для получения ЛЖК. Анализируются три стадии процесса: предварительная обработка сырья, ферментация и первичное извлечение продукта с акцентом на его извлечение in situ. Предварительная обработка необходима для трудноразлагаемого сырья, особенно лигноцеллюлозных субстратов. Различные методы предварительной обработки для применения в процессах АФ изучены недостаточно подробно. Рабочие параметры АФ (температура, pH, гидравлическое время удерживания, концентрация субстрата и др.) существенно влияют на активность микроорганизмов, выход ЛЖК и распределение продуктов. Оптимальные условия в конечном счете зависят от состава субстрата; тем не менее имеются данные о том, что определенные диапазоны рабочих параметров благоприятны для большинства видов сырья. Для применения в химической промышленности необходимы извлечение и очистка ЛЖК. Извлечение продукта in situ может способствовать снижению ингибирования, вызванного продуктами, и поддержанию стабильного уровня щелочности, обеспечивая дальнейшее разложение отходов. Было испытано множество методов, однако ни один из них напрямую не совместим с исследованными условиями ферментации. Биологические ЛЖК обладают потенциалом для содействия развитию циркулярной экономики, однако необходимы дальнейшие исследования и технологическая разработка. Процессы следует разрабатывать с учетом рынка конечного продукта, принимая во внимание как интеграцию процессов, так и их систематическую оптимизацию.