O que é digestão anaeróbica?

A digestão anaeróbica é um processo biológico pelo qual as bactérias dividem o material orgânico em compostos mais básicos sem exigir oxigênio como um componente do processo. Acredita -se que essas bactérias tenham aparecido na Terra aproximadamente 3.800.000.000 de anos atrás e eram a forma de vida dominante no planeta antes que as plantas aparecessem. À medida que a vida das plantas surgiu cerca de 3.200.000.000 de anos atrás, a digestão anaeróbica continuou em ambientes naturais, onde o oxigênio estava ausente, como pântanos, solos com água e em terra constantemente cobertos por água como lagos e rios. Os processos biológicos da digestão anaeróbica exigem que vários tipos de bactérias decomponham matéria orgânica em uma série de quatro etapas, incluindo hidrólise, fermentação, acetogênese e metanogênese. Isso é feito em instalações de tratamento de resíduos que processam resíduos agrícolas, comoestrume ou resíduos municipais. A indústria de fabricação de cerveja também se baseia na digestão anaeróbica para quebrar os subprodutos orgânicos da produção de cerveja em combustível de metano que, de outra forma, teriam que ser descartados por sistemas municipais de tratamento de águas residuais.

O processo de digestão anaeróbica na natureza também é fundamental para gerar uma forma de energia renovável conhecida como gás natural. Embora o gás natural seja um combustível fóssil, consiste em cerca de 80% de metano, juntamente com outros gases relacionados, como propano e butano, e é mais facilmente gerado pela Terra do que outros combustíveis fósseis, como o petróleo. É um combustível fóssil que é frequentemente depositado ao lado de outros combustíveis fósseis, como carvão e petróleo.

Os reatores de biomassa industrial que processam resíduos de biomassa como o estrume para gerar combustível geralmente produzem menos gás metano como porcentagem em volume do que o contido no gás natural. A saída típica deUm volume definido de biogás de um digestor é de 50% a 80% com uma quantidade significativa de gás residual na forma de dióxido de carbono de 20% a 50%. Outros gases de traço também são gerados no processo que possui algum valor comercial, como hidrogênio, nitrogênio e oxigênio, e gases tóxicos devem ser descartados com segurança também são gerados, incluindo sulfeto de hidrogênio e monóxido de carbono.

Os processos biológicos necessários para que a digestão dos resíduos ocorram efetivamente podem ser complexos e depender de condições estritamente controladas. A temperatura é uma grande preocupação no processo, à medida que as bactérias que quebram os resíduos prosperam melhor em diferentes níveis. Algumas das bactérias são mesofílicas, prosperando a uma temperatura moderada de 98 ° Fahrenheit (36,7 ° Celsius), e outras são termofílicas e prosperam a uma temperatura ideal maior de 130 ° Fahrenheit (54,4 ° Celsius).

As condições devem ser alteradas para temperatura, pH e outros fatores, como a proporção de água versus sólidada mistura de biomassa e a razão carbono/nitrogênio, pois o material orgânico também é quimicamente degradado. Os dois principais tipos de bactérias usados ​​na digestão anaeróbica são bactérias acetogênicas e metanogênicas e, embora sejam usadas em conjunto, cada uma tem condições de vida únicas sob as quais prosperam. As bactérias acetogênicas produzem o acetato químico durante a digestão anaeróbica e as bactérias metanogênicas produzem metano.

O material de biomassa

é adotado através de quatro estágios para recuperação eficaz do metano. O estágio de hidrólise usa água para decompor sólidos ou semi-sólidos em compostos mais simples, e então a fermentação ou a acidogênese é usada para quebrar estruturas da cadeia de carboidratos em compostos mais básicos como amônia, hidrogênio e ácidos orgânicos. A acetogênese é então usada como a terceira etapa do processo, onde as bactérias acetogênicas convertem os ácidos orgânicos em ácido acético, juntamente com outros subprodutos como hidrogênio e dióxido de carbono. A etapa final do metanogeneA SIS usa bactérias metanogênicas para combinar esses produtos finais primários de acetato, hidrogênio e dióxido de carbono em metano, que podem ser usados ​​para combustível.