В анаэробных условиях моносахариды могут быть превращены в спирт с помощью различных микроорганизмов. Выход спирта при превращении гексоз с участием дрожжей рода Saccharomyces состав­ляет при благоприятных условиях до 90% от теоретической стехиоме­трии реакции: С6Н1206 = 2С2Н5ОН + 2С02.

Однако здесь может образовываться ряд других продуктов, осо­бенно при высоких значениях pH, как это показано в табл. 7.2.

Если реакция доходит до конца, превращение ферментируемых сахаров может быть 100%-ным. Если концентрация спирта достигает ингибиторного уровня (8—10%), превращение может быть неполным. Рост дрожжей становится ограниченным вследствие низкого обеспе­чения энергией в ходе реакции; таким образом, образовавшийся спирт препятствует увеличению калорийности субстрата.

Многие другие организмы, включая другие виды грибов, бактерий и зеленых растений, могут в анаэробных условиях превращать сахара в спирт, причем некоторые организмы осуществляют эти превраще­ния с высокой эффективностью.

Однако выход спирта часто бывает значительно меньше, чем при участии дрожжей. При этом происходит образование большого коли­чества других продуктов, таких как ацетаты, лактаты и глицерол.

Некоторые микроорганизмы, разлагающие целлюлозу, могут соче­тать оба процесса гидролиза и ферментации. Такие реакции проте­кают медленно, и выход спирта является низким.

Продуктивность спиртового брожения является высокой по срав­нению с продуктивностью многих биологических реакций, но низкой по сравнению с продуктивностью реакций, протекающих в среде син­тез газа, используемых для получения больших объемов химических.

Биологические катализаторы (дрожжи) также менее эффективны, чем химические, эти наблюдения важны при сравнении стоимости химических и биологических процессов.

В своей простейшей форме ферментация осуществляется парти­ями в сосудах вместимостью от 200 до 1000 м3. Микробная «закваска» готовится заранее в неполных аэробных условиях с использованием того же субстрата, что и для ферментации.

Реакция ферментации в разбавленном растворе сахара. За послед­ние годы был использован ряд новых типов ферментатаров, включая ферментаторы непрерывного действия и типа клеточной рециркуля­ции. Некоторые из этих ферментаторов используются в промышлен­ности, особенно для производства этилового спирта.

Периодическая ферментация предпочтительна при производстве спиртных напитков, а также в большинстве случаев производства этилового спирта, так как технология периодического производства относительно проста, не требует тщательного контроля, как при непрерывном типе производства.