Digesti N Anaerobia

Digestión anaerobia

Es el proceso biológico degradante en el cual se parte de materiales orgánicos que a partir de varias etapas se convierten en biogás con una composición de metano, dióxido de carbono, hidrógeno sulfurado y otros gases de menor importancia. Este trabajo lo realizan un conjunto de bacterias sensible a la presencia de oxígeno en el interior de los recipientes, la digestión esintervenida por un grupo de macroorganismos, las productoras de ácidos y las productoras de metano. Para que el proceso de fermentación se realice en forma normal es preciso contar con la acción conjunta y combinada de los dos tipos de bacterias, el exceso o falta de cualquier tipo de bacteria así como la actividad menor o mayor de cualquiera de estas darán como resultado el desequilibrio cinéticolo que lleva a la anormalidad o fracaso del proceso de fermentación.
Los microorganismos que no producen metano se encargan de convertir productos orgánicos como carbohidratos, proteínas y lípidos en compuestos de moléculas más sencillos y más pequeños, que sean asimilables para las bacterias productoras de metano.
Se reconocen cuatro grupos de bacterias que poseen diferentes funciones metabólicassobre el carbono:
Bacterias Hidrolíticas, catabolizan sacáridos, proteínas, lípidos otros constituyentes menores de biomasa.
Bacterias acetogénicas, productoras de hidrógeno, catabolizan ciertos ácidos grasos y productos finales neutros.
Bacterias homoacetogénicas, catabolizan compuestos monocarbonados, y/o hidrolizan compuestos muticarbonos hacia la producción de ácidos acéticos.
Bacteriametanogénicas, catabolizan acetatos compuestos monocarbonados para producir metano, contemplándose sólo cuatro géneros:
Mathanobacterium
Methanococcus
Methanospirillum
Mathanosarcina
Proceso de biodigestión anaerobia
Se lleva a cabo en cuatro etapas:
HIDRÓLISIS
Esta etapa la llevan a cabo por grupos enzimáticos extracelulares excretadas por las bacterias fermentativas. Esta etapa puede ser una limitantede la velocidad del proceso global, sobre todo tratando residuos con alto contenido en sólidos.
La hidrólisis depende de la temperatura del proceso, del tiempo de retención hidráulico, de la composición del sustrato, del tamaño de partículas, del pH, de la concentración de NH4+ y de la concentración de los productos de la hidrólisis.
Cualquier sustrato se compone de tres tipos básicos demacromoléculas: hidratos de carbono, proteínas y lípidos.
Las proteínas constituyen un sustrato fuente de carbono y energía, los aminoácidos derivados de su hidrólisis tienen un elevado valor nutricional. Las proteínas son hidrolizadas por péptidos y aminoácidos por la acción de enzimas proteolíticas llamadas proteasas. Parte de estos aminoácidos son utilizados directamente en la síntesis de nuevomaterial celular y el resto son degradados a ácidos volátiles, dióxido de carbono, hidrógeno, amonio y sulfuro en posteriores etapas del proceso.
La degradación de los lípidos en ambientes anaerobios comienza con la ruptura de las grasas por la acción de enzimas hidrolíticas lipasas produciendo ácidos grasos de cadena larga y glicerol.
La velocidad de degradación de los materiales lignocelulósicos,compuestos principalmente por lignia, celulosa y hemicelulosa, es tan lenta que suele ser la etapa limitante del proceso de hidrólisis y por tanto, de la degradación anaerobia de determinados sustratos. Esto es debido a que la lignia es muy resistente a la degradación por parte de los microorganismos anaerobios, afectando también a la biodegradabilidad de la celulosa, de la hemicelulosa y de otroshidratos de carbono. Los principales productos de la hidrólisis de la celulosa son celobiasa y glucosa, mientras que la hemicelulosa produce pentosas, hexosas y ácidos urónicos.
FERMENTACIÓN Y PRODUCCIÓN DE ÁCIDOS
Los compuestos disueltos en la etapa anterior son absorbidos por las células de las bacterias fermentativas y después por las ácido génicas, excretados como sustancias orgánicas simples...