Wat is anaërobe spijsvertering?

Anaërobe digestie is een biologisch proces waarbij bacteriën organisch materiaal afbreken in meer basisverbindingen zonder dat zuurstof als onderdeel van het proces nodig is.Aangenomen wordt dat deze bacteriën ongeveer 3.800.000 jaar geleden op aarde zijn verschenen en de dominante vorm van leven op de planeet waren voordat planten verschenen.Aangezien het plantenleven ongeveer 3.200.000.000 jaar geleden ontstond, ging de anaërobe spijsvertering door in natuurlijke omgevingen waar zuurstof afwezig was, zoals moerassen, met water gelogde bodems en in de grond constant bedekt met water zoals meren en rivieren.De biologische processen van anaërobe spijsvertering vereisen dat verschillende soorten bacteriën organisch materiaal in een reeks van vier stappen uiteenvallen, waaronder hydrolyse, fermentatie, acetogenese en methanogenese.

Vanaf 2011 is het belangrijkste gebruik voor anaërobe digestie door de menselijke industrie om te produceren om te producerenMethaangas voor het genereren van brandstof en elektriciteit.Dit wordt gedaan in afvalbehandelingsfaciliteiten die landbouwafval verwerken, zoals mest of gemeentelijk afval.De brouwindustrie is ook gebaseerd op anaërobe digestie om organische bijproducten van bierproductie in methaanbrandstof af te breken die anders door gemeentelijke afvalwaterbehandelingssystemen moeten worden verwijderd.van hernieuwbare energie die bekend staat als aardgas.Hoewel aardgas een fossiele brandstof is, bestaat het uit ongeveer 80% methaan samen met andere gerelateerde gassen zoals propaan en butaan, en wordt het gemakkelijker gegenereerd door de aarde dan andere fossiele brandstoffen zoals petroleum.Het is een fossiele brandstof die vaak ook naast andere fossiele brandstoffen wordt afgezet, zoals kolen en olie.

Industriële biomassa -reactoren die biomassa -afval als mest verwerken om brandstof te genereren, produceren meestal minder methaangas als een percentage per volumenatuurlijk gas.De typische output van een vast volume biogas uit een vergister is 50% tot 80% methaan met een aanzienlijke hoeveelheid afvalgas in de vorm van koolstofdioxide bij 20% tot 50%.In het proces worden ook andere sporengassen gegenereerd die een commerciële waarde hebben, zoals waterstof, stikstof en zuurstof, en toxische gassen waarvan ook veilig moet worden verwijderd, worden ook gegenereerd, inclusief waterstofsulfide en koolmonoxide.

De biologische processen die nodig zijn die nodig zijnOm afvalvertering effectief te laten plaatsvinden kan complex zijn en afhankelijk zijn van strikt gecontroleerde omstandigheden.Temperatuur is een grote zorg in het proces als de bacteriën die het afval afbreken, het beste op verschillende niveaus gedijen.Sommige bacteriën zijn mesofiel, bloeien bij een matige temperatuur van 98 deg;Fahrenheit (36.7 deg; Celsius), en sommige zijn thermofiel en gedijen bij een hogere optimale temperatuur van 130 deg;Fahrenheit (54,4 deg; Celsius).

Condities moeten worden gewijzigd voor temperatuur, pH en andere factoren zoals de water versus vaste verhouding van het biomassa -mengsel en de koolstof/stikstofverhouding omdat het organische materiaal ook chemisch wordt afgebroken.De twee hoofdtypen bacteriën die worden gebruikt bij anaërobe spijsvertering zijn acetogeen en methanogene bacteriën, en hoewel ze samen worden gebruikt, heeft elk unieke leefomstandigheden waaronder ze gedijen.Acetogene bacteriën produceren het chemische acetaat tijdens anaërobe digestie en methanogene bacteriën produceren methaan.

Biomassamateriaal wordt door vier fasen genomen voor effectief methaanherstel.De hydrolysestadium gebruikt water om vaste stoffen of semi-vaste stoffen in eenvoudigere verbindingen te ontbinden, en vervolgens wordt gisting of acidogenese gebruikt om koolhydraatketenstructuren af te breken in meer basisverbindingen zoals ammoniak, waterstof en organische zuren.Acetogenese wordt vervolgens gebruikt als de derde stap in het proces, waarbij acetogene bacteriën de organische zuren omzetten in azijnzuur, samen met verdere bijproducten zoals waterstof en koolstofdioxide.De laatste stap van methanogenese maakt gebruik van methAnogene bacteriën om deze primaire eindproducten van acetaat, waterstof en koolstofdioxide in methaan te combineren, die vervolgens kunnen worden gebruikt voor brandstof.