Nuo priešistorės žmonės etanolį - vyną, alų ir kitus alkoholinius gėrimus - vartojo kaip pramoginį narkotiką. Neseniai etanolis taip pat tapo svarbus kaip alternatyvus kuras. Nesvarbu, ar skirtas žmonėms vartoti, ar deginant automobiliuose, etanolis gaminamas naudojant mieles, mikrobus, kurie fermentuoja cukrų ir išskiria etanolį kaip atlieką. Šio proceso metu pridedami buferiai, kurie padeda stabilizuoti pH.
pH
Norint pasiekti gerą fermentacijos rezultatą, labai svarbu palaikyti stabilų pH arba vandenilio jonų koncentraciją. Taip yra todėl, kad mielės, kurios fermentuoja cukrų, yra gyvi organizmai, o jų biochemija gerai veikia tik esant tam tikram pH diapazonui, kaip ir jūsų. Pavyzdžiui, jei būtumėte panardintas į sieros rūgšties vonią, tai jus arba nužudytų, arba labai susižeistų. Tas pats pasakytina ir apie mieles: jei pH yra toks aukštas ar žemas, kad nepatenka į jų tolerancijos ribas, tai gali slopinti jų augimą ar net sunaikinti.
Anglies dvideginis
Fermentacijos procesas mielėse turi tam tikrų panašumų su fermentacijos procesu, vykstančiu jūsų raumenų ląstelėse, kai joms trūksta deguonies - pavyzdžiui, kai sprunka. Jūsų ląstelės fermentacijos metu išskiria anglies dioksidą ir pieno rūgštį; mielės, priešingai, išskiria anglies dioksidą ir etanolį. Iš tikrųjų tas anglies dioksidas yra priežastis, kodėl jūs naudojate mieles duonai pakilti; sulaikytos dujos tešloje sukuria besiplečiančius burbuliukus.
Anglies rūgštis
Fermentacijos talpykloje CO2 koncentracija tirpale yra didesnė nei įprasta dėl fermentacijos aktyvumo. Didžioji šio CO2 pertekliaus dalis burbuliuoja. Tačiau jis taip pat rūgština tirpalą, nes ištirpęs CO2 kartu su vandeniu sukuria anglies rūgštį. Jei tirpalas tampa per rūgštus, jis gali slopinti mielių augimą. Mielių pH yra 4–6, todėl kepėjai, aludariai ir kitos pramonės įmonės, besiremiančios fermentacija, naudoja buferius, kad pH būtų optimalus.
Buferių funkcija
Didėjant pH, padidėja buferinio junginio netekimo vandenilio jonų (protonų) greitis ir nors daugiau buferinio junginio prarado protonus, tirpalo pH tik keičiasi Lengvai. Kai pH sumažėja, vyksta atvirkštinis procesas; didesnė buferinių molekulių dalis priėmė protonus, ir vėl buferis moderuoja pH pokytį. Iš esmės buferinis junginys padeda „sugerti“ rūgštingumo ar šarmingumo perteklių. PH pradės reikšmingai keistis tik tada, kai didžioji buferinio junginio dalis bus neutralizuota arba „sunaudota“.