pH buferizācija: mikroorganismu "komforta zonas" uzturēšana
Tumšās fermentācijas laikā nepārtraukta organisko skābju ražošana izraisa nepārtrauktu fermentācijas vides pH vērtības (skābuma mēra) pazemināšanos, padarot to arvien skābāku. Lielākā daļa mikroorganismu, kas ražo ūdeņradi, ir ļoti jutīgi pret skābu vidi, un pārāk zems pH var nopietni ietekmēt to fizioloģisko aktivitāti.
Bioogle, īpaši bioogle, kas iegūta no noteiktām izejvielām (piemēram, ar minerālu{0}}bagātiem salmiem), satur dažas sārmainas vielas (piemēram, kālija karbonātu un kalcija karbonātu). Šīs vielas var neitralizēt fermentācijas laikā radušās skābes, darbojoties kā pH buferis, pretoties krasām pH izmaiņām un cenšoties uzturēt fermentācijas vidi mikroorganismiem salīdzinoši draudzīgā pH diapazonā. Tas ir ļoti svarīgi, lai uzturētu mikrobu aktivitāti.
Padoms: pH ir skābuma un sārmainības mērs; 7 ir neitrāls, zem 7 ir skābs un virs 7 ir sārmains. Buferizācija attiecas uz spēju uzturēt relatīvi stabilu pH.
Inhibitoru adsorbcija: "Kaitīgo atkritumu" noņemšana
Bioogles porainā struktūra un lielais īpatnējais virsmas laukums nodrošina tai lieliskas adsorbcijas spējas. Tāpat kā aktīvā ogle, tā var adsorbēt uz tās virsmas un porās vielmaiņas blakusproduktus, kas uzkrājas fermentācijas buljonā un ir toksiski mikroorganismiem (piemēram, pārmērīgu organisko skābju un etanola daudzumu).
Tādā veidā bioogle var efektīvi samazināt šo inhibitoru brīvo koncentrāciju fermentācijas buljonā, tādējādi samazinot to tiešo toksicitāti mikroorganismiem un mazinot produktu inhibējošo iedarbību.
Padoms. Adsorbcija attiecas uz fenomenu, kad viela (piemēram, inhibitors) pievienojas citas vielas (piemēram, bioogles) virsmai.
Mikrobu imobilizācija: "norēķinu vietu" nodrošināšana
Papildus adsorbcijai bioogles raupjā un porainā virsma ir ideāla mikroorganismu piesaistes vieta. Mikroorganismi var "nosēsties" uz bioogles, veidojot bioplēvi. Salīdzinot ar mikroorganismiem, kas "dreifē" šķidrumā, bioplēves kopienām, kuras veidojas piesaistītas augšanas rezultātā, parasti ir spēcīgāka organizācija un tolerance pret ārējās vides spriegumiem (piemēram, augstu inhibitoru koncentrāciju).
Nodrošinot šīs "apmetnes vietas", bioogle palīdz mikroorganismiem labāk pielāgoties un pretoties nelabvēlīgai videi, saglabājot augstāku biomasu un aktivitāti, tādējādi veicinot ūdeņraža ražošanas procesa stabilu virzību. To sauc par mikrobu imobilizāciju vai šūnu kolonizāciju.
