Fases de la digestión anaeróbica

// HIDROLISIS En esta fase se descomponen las cadenas largas de materia orgnica en otras ms cortas, obtenindose productos intermedios. La materia orgnica es descompuesta por la accin de un grupo de bacterias hidrolticas que hidrolizan las molculas solubles en agua, tales como grasas, protenas y carbohidratos y las transforman en polmeros ms simples. Los compuestos orgnicos son solubilizados por enzimas excretadas por bacterias hidrolticas que actan el exterior celular por lo que se consideran exoenzimas. La hidrlisis es por tanto, la conversin de polmeros en sus respectivos monmeros. Durante la hidrlisis ya hay produccin de CO2. El valor ptimo del pH en la etapa de la hidrlisis es de pH 5,3 y pH 6,7. Dependiendo del tipo de sustrato y del tiempo de retencin el pH puede bajar hasta 4,5. ACIDOGENESIS En esta fase se convierten los productos intermedios en cido actico, hidrgeno y dixido de carbono. Estas dos primeras fases son realizadas por un primer grupo de bacterias, las hidrolticas-acidognicas y las acetognicas que hidrolizan y fermentan las cadenas complejas de la materia orgnica en cidos orgnicos simples (actico mayormente). Son bacterias anaerobias facultativas que pueden consumir oxgeno molecular para su metabolismo, no crecen en presencia de oxgeno molecular, el oxgeno resulta txico en mnimas cantidades. El consumo del oxgeno molecular del aire produce el ambiente anaerobio ideal para el desarrollo de las bacterias. El crecimiento bacteriano en esta etapa es rpido. En esta primera etapa no hay una reduccin significativa de la DQO del sustrato, puesto que las cadenas orgnicas ms complejas se transforman en cadenas ms cortas, sin consumo o reduccin de la materia orgnica presente. El valor optimo del pH para que se desarrolle la etapa de acidogenesis esta alrededor de 5,5 - 6,7. Segn algunos autores el pH en esta fase puede estar en el orden de 6-7,5. Depender siempre del tiempo de retencin y del tipo de sustrato. En esta etapa se empiezan a formar los gases como, H2S, CO2 y amoniaco NH3. ACETOGENESIS Esta etapa es desarrollada bacterias acetognicas que realizan la degradacin de los cidos orgnicos donde los alcoholes, cidos grasos y compuestos aromticos se degradan produciendo cido actico, llevndolos al grupo actico CH3-COOH y liberando como productos hidrgeno y dixido de carbono que son los elementos precursores de las bacterias metanognicas. Esta reaccin es endoexergtica pues demanda energa para su realizacin, gracias a la estrecha relacin simbitica con las bacterias metanognicas que substraen los productos finales del medio minimizando la concentracin de los mismos en la cercana de las bacterias acetognicas. Las bacterias acetognicas convierten cido propinico y butrico en cido actico. Estas tienen un crecimiento relativamente lento (tiempo de duplicacin mnimo de 1,5 a 4 das. Las reacciones que producen son muy complicadas energticamente y se interrumpen fcilmente por acumulacin de gas hidrgeno disuelto en el medio acuoso. METANOGENESIS La metanognesis es la ultima etapa en la descomposicin de la materia orgnica en condiciones anaerbicas. Durante este proceso, aceptores de electrones (como el oxgeno, hierro, sulfato, nitrato y manganeso) se reducen, mientras que se acumulan hidrgeno (H2) y dixido de carbono. Tambin se acumulan compuestos orgnicos ligeros debido a la fermentacin. Durante las fases avanzadas de la descomposicin orgnica, todos los aceptores de electrones quedan reducidos excepto el dixido de carbono. La metanognesis elimina con efectividad los productos casi finales de la descomposicin: el hidrgeno, los compuestos orgnicos pequeos y el dixido de carbono. Sin la metanognesis se acumulara una gran cantidad de carbono (en forma de productos de la fermentacin) en los ambientes anaerbicos. Este es un proceso que lo realizan microorganismos conocidos como metangenos (archaeas anaerobias estrictas) que usan el carbono (dixido de carbono) como aceptor final de electrones para producir metano. CO2 + 4 H2 CH4 + 2H2O En esta fase un segundo grupo de bacterias convierte los cidos orgnicos en metano y dixido de carbono. Se trata de bacterias metanognicas estrictamente anaerobias, es decir que no sobreviven en presencia de oxgeno molecular. Las ms importantes son las que transforman los cidos propanoico y actico, denominadas bacterias metanognicas acetoclsticas. En esta fase se produce el 90% del total del metano que se produce en el biodigestor. Las tasas de crecimiento de las bacterias metanognicas son cinco veces menores que las de la fase de acetogenesis, por ello, son las que limitarn el proceso de degradacin anaerobia. Son tambin las que condicionarn el tiempo de retencin de la biomasa en el digestor as como la temperatura del proceso. Las bacterias metangenicas slo pueden multiplicarse cuando est avanzada la fermentacin de los sustratos primarios por accin de las bacterias anaerobias facultativas (por ejemplo Escherichia, Enterobacter, Klebsiella o Bacillus ) y se haya consumido todo el oxgeno disuelto, de manera que el potencial redox haya alcanzado en un valor entre que -350 y -550 mV. El valor optimo del pH para que ocurra esta reaccin esta en el rango de 6,8 - 7,5 llegando en algunos casos hasta valores del pH de hasta 8,00.

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Digestión anaeróbica - biodigestión

// La digestin anaerbica es un proceso natural microbiano que ocurre en forma espontnea en la biomasa en ausencia de oxgeno. Genera una mezcla de gases (principalmente metano y dixido de carbono), conocida como biogs y una suspensin acuosa (bioab

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