Co to jest trawienie beztlenowe?

Trawienie beztlenowe jest procesem biologicznym, w którym bakterie rozkładają materiał organiczny na bardziej podstawowe związki, nie wymagając tlenu jako składnika procesu.Uważa się, że bakterie te pojawiły się na Ziemi około 3800 000 000 lat temu i były dominującą formą życia na planecie przed pojawieniem się roślin.W miarę wzrostu żywotności roślin około 3200 000 000 lat, trawienie beztlenowe trwało w naturalnych środowiskach, w których tlen był nieobecny, taki jak bagna, gleby z wodą, a na ziemi stale pokryte wodą, takie jak jeziora i rzeki.Procesy biologiczne trawienia beztlenowego wymagają, aby kilka rodzajów bakterii rozkładało materię organiczną w serii czterech etapów, w tym hydroliza, fermentacja, acetogenezę i metanogenezę.

Od 2011 r. Głównym zastosowaniem trawienia beztlenowego przez ludzkie przemysł jest wytworzenieMetan Gas do wytwarzania paliwa i energii elektrycznej.Odbywa się to w obiektach oczyszczania odpadów, które przetwarzają odpady rolne, takie jak odpady oborowe lub gminy.Przemysł warzenia polega również na trawieniu beztlenowym w celu rozbicia organicznych produktów ubocznych produkcji piwa na paliwo metanu, które w przeciwnym razie musiałyby być zutykowane przez miejskie systemy oczyszczania ścieków.

Proces trawienia w naturze instrumentalny jest również instrumentalny w generowaniu postacienergii odnawialnej znanej jako gaz ziemny.Chociaż gaz ziemny jest paliwem kopalnym, składa się z około 80% metanu wraz z innymi powiązanymi gasami, takimi jak propan i butan, i jest łatwiej generowany przez Ziemia niż inne paliwa kopalne, takie jak ropa naftowa.Jest to paliwo kopalne, które często jest osadzane wraz z innymi paliwami kopalnymi, takimi jak węgiel i ropa naftowa.

Reaktory przemysłowe biomasy, które przetwarzają odpady biomasy takie jak obornik, aby wytwarzać paliwo, generalnie wytwarzają mniej gazu metanowego jako procent objętościowy niż to, co jest zawarte wgazu ziemnego.Typowa wyjście ustalonej objętości biogazu z fermentacji wynosi od 50% do 80% metanu ze znaczną ilością gazu odpadowego w postaci dwutlenku węgla na 20% do 50%.W tym procesie generowane są również inne śladowe gazy, które mają pewną wartość komercyjną, taką jak wodór, azot i tlen, a toksyczne gazy muszą być również bezpiecznie usuwane, w tym siarkowodlenia i tlenek węgla.

Procesy biologiczne, które są niezbędneAby trawić odpady, które miało miejsce, może być złożone i polegać na ściśle kontrolowanych warunkach.Temperatura jest głównym problemem w procesie, ponieważ bakterie, które rozkładają odpady najlepiej rozwijają się na różnych poziomach.Niektóre bakterie są mezofilne, kwitnące w umiarkowanej temperaturze 98 i deg;Fahrenheit (36,7 i deg; celsjusz), a niektóre są termofilne i rozwijają się w wyższej optymalnej temperaturze 130 i deg;Fahrenheit (54,4 i deg; celsjusz).

Warunki muszą zostać zmienione w przypadku temperatury, pH i innych czynników, takich jak stosunek wody w stosunku do stałego mieszanki biomasy i stosunek węgla/azotu, ponieważ materiał organiczny jest również degradowany chemicznie.Dwa główne typy bakterii stosowane w trawieniu beztlenowym są bakterie acetogenne i metanogenne, i chociaż są stosowane w tandemie, każda ma unikalne warunki życia, w których się rozwijają.Bakterie acetogenne wytwarzają chemiczny octan podczas trawienia beztlenowego, a bakterie metanogenne wytwarzają metan.

Materiał biomasy przenosi się przez cztery etapy skutecznego odzyskiwania metanu.Stopień hydrolizy wykorzystuje wodę do rozkładu ciał stałych lub pół-stolidów w prostsze związki, a następnie fermentacja lub kwasogeneza stosuje się do rozkładania struktur łańcucha węglowodanów na bardziej podstawowe związki, takie jak amoniak, wodór i kwasy organiczne.Acetogeneza jest następnie stosowana jako trzeci krok w procesie, w którym bakterie acetogenne przekształcają kwasy organiczne w kwas octowy wraz z kolejnymi produktami ubocznymi, takimi jak wodór i dwutlenek węgla.Ostatni etap metanogenezy wykorzystuje metęBakterie anogeniczne w celu połączenia tych pierwotnych produktów końcowych octan, wodoru i dwutlenku węgla z metanem, który może być wykorzystany do paliwa.