Hvad er anaerob fordøjelse?

Anaerob fordøjelse er en biologisk proces, hvor bakterier opdeler organisk materiale i mere basale forbindelser uden at kræve ilt som en komponent i processen.Disse bakterier antages at have vist sig på Jorden for ca. 3.800.000.000 år siden og var den dominerende livsform på planeten, før planter dukkede op.Da plantelivet opstod for omkring 3.200.000.000 år siden, fortsatte anaerob fordøjelse i naturlige miljøer, hvor ilt var fraværende, såsom sumpe, vand-logget jord og i jorden konstant dækket af vand såsom søer og floder.De biologiske processer med anaerob fordøjelse kræver, at flere typer bakterier nedbrydes organisk stof i en serie på fire trin, herunder hydrolyse, gæring, acetogenese og methanogenese.

Fra 2011 er den vigtigste anvendelse til anaerob fordøjelse af menneskelig industri at producereMetangas til brændstof- og elproduktion.Dette gøres i affaldsbehandlingsfaciliteter, der behandler landbrugsaffald, såsom gødning eller kommunalt affald.Brygningsindustrien er også afhængig af anaerob fordøjelse for at nedbryde organiske biprodukter af ølproduktion i metanbrændstof, som ellers skulle bortskaffes af kommunale spildevandsbehandlingssystemer.

Processen med anaerob fordøjelse i naturen er også instrumentel til at generere en formaf vedvarende energi kendt som naturgas.Selvom naturgas er et fossilt brændstof, består den af ca. 80% metan sammen med andre beslægtede gasser såsom propan og butan og genereres lettere af jorden end andre fossile brændstoffer såsom olie.Det er et fossilt brændstof, der ofte deponeres sammen med andre fossile brændstoffer såvel som kul og olie.

Industrielle biomasse -reaktorer, der behandler biomasse affald som gødning for at generere brændstof, producerer generelt mindre metangas i procent efter volumen end hvad der er indeholdt inaturgas.Den typiske output af et fast volumen biogas fra en digester er 50% til 80% methan med en betydelig mængde affaldsgas i form af kuldioxid ved 20% til 50%.Andre sporingsgasser genereres også i processen, der har en vis kommerciel værdi, såsom brint, nitrogen og ilt, og der skal også genereres giftige gasserFor fordøjelse af affald, der effektivt finder sted, kan være kompleks og stole på strengt kontrollerede forhold.Temperatur er et stort problem i processen, da de bakterier, der nedbryder affaldet, trives bedst på forskellige niveauer.Nogle af bakterierne er mesofile, trives ved en moderat temperatur på 98 DEG;Fahrenheit (36,7 deg; Celsius), og nogle er termofile og trives med en højere optimal temperatur på 130 deg;Fahrenheit (54,4 deg; Celsius).

Betingelser skal ændres for temperatur, pH og andre faktorer som vandet mod fast forhold mellem biomasseblandingen og carbon/nitrogenforholdet, da det organiske materiale også er kemisk nedbrudt.De to hovedtyper af bakterier, der bruges i anaerob fordøjelse, er acetogene og methanogene bakterier, og selvom de bruges i tandem, har hver unikke levevilkår, under hvilke de trives.Acetogene bakterier producerer det kemiske acetat under anaerob fordøjelse, og methanogene bakterier producerer methan.

Biomassemateriale tages gennem fire stadier for effektiv metangenvinding.Hydrolysefasen bruger vand til at nedbryde faste stoffer eller semi-solid til enklere forbindelser, og derefter bruges enten gæring eller acidogenese til at nedbryde kulhydratkædestrukturer i mere basale forbindelser som ammoniak, hydrogen og organiske syrer.Acetogenese anvendes derefter som det tredje trin i processen, hvor acetogene bakterier omdanner organiske syrer til eddikesyre sammen med yderligere biprodukter som brint og kuldioxid.Det sidste trin i methanogenese bruger methAnogene bakterier til at kombinere disse primære slutprodukter af acetat, brint og kuldioxid i metan, som derefter kan bruges til brændstof.