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fevereiro 29, 2016
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Acetogênese na Biodigestão Anaeróbia

A biodigestão anaerobia acontece normalmente em sistemas digestivos de bovinos

Como é gerado o biogás? Como funciona a biodigestão anaeróbia? Que fatores influenciam no processo? Como acontece a degradação da matéria orgânica? Como acontece a acetogênese na biodigestão anaeróbia?

A geração de biogás acontece de forma simultânea e interdependente, o que significa que, uma alteração em uma das fases pode afetar todo o processo de biodigestão. Apesar de acontecer de forma simultânea, a sequência para a geração de biogás segue as etapas Hidrólise, Acidogênese, Acetogênese, Metanogênese e também de Sulfatogênese. A maior parte das reações são catabólicas, ou seja, a formação de biomassa é muito baixa.

Os produtos gerados durante a fase da acidogênese são em sua maioria decompostos em ácido acético, dióxido de carbono, hidrogênio e metano durante a fase da Acetogênese na Biodigestão Anaeróbia, por um pequeno grupo de bactérias estritamente anaeróbias que vivem em simbiose com as bactérias metanogênicas.

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Entender o processo de fermentação anaeróbia é parte fundamental para futuros profissionais que pretendem trabalhar com tratamento de resíduos orgânicos. A maior parte das usinas de biogás, ou biodigestores, que não funcionam corretamente, ou seja, não geram a quantidade de biogás gerada e assim não viabilizam seus projetos, ocorre justamente pela falta de compreensão total do processo por parte de quem foi responsável pela concepção do projeto.

Conhecimento privilegiado

Até o Portal do Biogás publicar os artigos sobre as fases da Biodigestão Anaeróbia, esse conhecimento era de acesso extremamente dificultado. A maior parte das fontes de ciência sobre o assunto se encontram em seus idiomas nativos, ou seja, inglês e alemão. Manter esse conhecimento com acesso restrito tem explicações comerciais fortes. A Alemanha atual líder isolada deste mercado, tem mais de 9.200 (statista) biodigestores construídos enquanto que a Itália, o segundo colocado tem 1.300 biodigestores automatizados de uso comercial.

A equipe do Portal do Biogás entende que a implementação de biodigestores para o tratamento de resíduos pode ajudar na limpeza das cidades, rios, atmosfera além de gerar emprego e estimular o desenvolvimento sustentável onde for aplicado. Por isso, lançou o curso PLANO DE NEGÓCIO PARA BIODIGESTORES AUTOMATIZADOS como forma de disseminar o conhecimento essencial para o desenvolvimento de projetos nos locais onde de fato é necessário. Com isso, oferecemos oportunidades para profissionais em todo lugar do mundo onde chegar a internet.

Entender sobre as fases da biodigestão é o primeiro passo para entender sobre como medir a eficiência de biodigestores anaeróbios. Sao diversos fatores que influenciam diretamente qualquer projeto.

O que é a Acetogênese?

A concentração de hidrogênio precisa ser “controlada” durante essa fase para que se possa manter o equilíbrio do processo nesta fase. Uma alta concentração de hidrogênio não oferece condições ambientes necessárias para que as bactérias acetogênicas consigam converter os ácidos orgânicos gerados na fase de acidogênse. O acúmulo cada vez maior de ácidos orgânicos inibe a ação das bactérias metanogênicas e compromete a geração de biogás. Levando em consideração que em muitos casos a comercialização de metano e seus derivados como a energia térmica ou elétrica, é o fator de entrada de recursos no projeto e que não é possível controlar a bioquímica do processo à olho nú, um dos principais motivos pelos quais, biodigestores não automatizados não costumam ser economicamente viáveis é justamente a geração de biogás em quantidades insuficientes para viabilizar o próprio projeto.

Laboratório para Análises de Substratos para Biodigestores na cidade de Wolpertshausen na Alemanha (Foto: Gleysson B. Machado)

Por isso, é de extrema importância que de alguma forma, se consiga reduzir a quantidade de hidrogênio da mistura. Essa tarefa fundamental é realizada justamente por bactérias da metanogênese, que processam o hidrogênio, dióxido de carbono e ácido acético em metano e gás carbônico. Desta forma, as bactérias da acetogênese só conseguem sobreviver se trabalharem juntos com as bactérias da metanogênese e vice-versa.

A interdependência das fases

Um exemplo interessante dessa interdependência é mostrado na figura abaixo, equações E2.1.3.01 e E2.1.3.02 onde o etanol é transformado em acetato e hidrogênio pelo grupo de bactérias Methanobacillus omelianski Stamm S e posteriormente transformado em metano e dióxido de carbono pelo grupo de bactérias Methanobacillus omelianski Stamm M.o.H (Methanobacterium oxidizing Hydrogen ou Methanobacterium bryantii). (Bryant et al., 1967; Battenberg, 2000).

A Alemanha é líder de tecnologia neste mercado

A Alemanha tem mais de 9.200 biodigestores comerciais em operação e faz o aproveitamento comercial completo deste segmento. O desenvolvimento próprio de tecnologia rende por ano vários milhões de euros às empresas alemães  com a construção de projetos em outros países. Mas como a Alemanha se tornou líder em tecnologias no setor de biogás? Quais os segredos do país para dominar um setor que promete ser a base de mudança na forma de consumo de energia da humanidade? O que os outros países podem aprender com a Alemanha? Saiba mais sobre isso no artigo O biodigestor experimental da universidade de Hohenheim.

Como medir a eficiência de um biodigestor anaeróbio

Biodigestor indiano, chinês, canadense, alemão, de batelada, … são inúmeros os tipos e modelos de biodigestores. O conhecimento utilizado aqui é praticado em todos os modelos de biodigestores existentes. Qual a diferença entre as tecnologias e como medir a eficiência de um biodigestor anaeróbio? Os profissionais que pretendem trabalhar nesta área não podem ficar sem resposta para essas questões.

Fontes:

  • B. Machado 2016: Bezerra Machado, Gleysson; Geração e Aproveitamento Energético do Biogás, PROJETO PROBIOGÁS 2016
  • Bryant et al., 1967: M.P. 1967; Wolin, E.A.; Wolin, M.J.; Wolfe, R.S.: Methanobacillus Omelianski, a Symbiotic Association of Two Species Bacteria. In: Archives of Microbiology 59 (1967), Nr. 1–3, S. 20–31.
  • Battenberg, 2000: S.: Mikrobiologische Untersuchungen zum verbesserten Abbau von Schlamm aus Abwasserreinigungsanlagen durch Aufschluß, Naturwissenschaftliche Fakultät der Technischen Universität Carolo-Wilhelmina zu Braunschweig, Dissertation, 2000.
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About gleysson

gleysson

Sou especialista em transformar problemas ambientais em negócios sustentáveis. Formado em Dip. Ing. Verfahrenstechnik (Eng. Química) pela Universidade de Ciências Aplicadas de Frankfurt/M na Alemanha com especialização e experiência em Tecnologias para geração de Energia e Engenharia Ambiental. Larga experiência em Resíduos Sólidos com foco em Biodigestores Anaeróbios

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