Na acetogênese da biodigestão anaeróbia, o ácido acético é convertido em dióxido de carbono e ácido metanossulfônico por meio de reações bioquímicas. Nessa etapa, as enzimas envolvidas catalisam a transferência de elétrons entre os ácidos voláteis, reduzindo-os a dióxido de carbono e ácido metanossulfônico. Esta etapa também produz energia, que é armazenada no ATP.

ACETOGÊNESE NA BIODIGESTÃO ANAERÓBIA

O que é a acetogênese? A interdependência das fases da digestão anaeróbia. Que fatores influenciam no processo? Como acontece a degradação da matéria orgânica? Como acontece a acetogênese na biodigestão anaeróbia?
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A acetogênese é o processo imediatamente anterior à geração de metano. 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.

A FINEP está comprometida com a inovação e a sustentabilidade, liberando até R$ 250 milhões para projetos com biogás. Esse financiamento substancial oferece uma oportunidade significativa para impulsionar a produção de energia limpa a partir de resíduos orgânicos e contribuir para a mitigação das mudanças climáticas.
os valores liberados de até r$ 250 milhões pelo finep para projetos com biogás representam um passo importante na promoção de tecnologias sustentáveis e na transição para uma matriz energética mais verde. esses recursos apoiam iniciativas inovadoras que têm o potencial de revolucionar a produção de energia renovável.

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.

Biodigestão Anaeróbia, Fermentação Anaeróbia, Acetogenese, Metanogenese, Sulfatogenese, Hidrólise
laboratório para análises de substratos para biodigestores na cidade de wolpertshausen na alemanha (foto: gleysson b. machado)

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 estimada e assim não viabilizam seus projetos, ocorre justamente pela falta da compreensão total do processo por parte do responsável pela sua concepção.

O que é a Acetogênese?

Acetogênese é um processo metabólico que ocorre em alguns organismos anaeróbios, como bactérias e fungos, que permite que eles obtenham energia a partir de ácidos. Nesse processo, o ácido é quebrado em ácido acético e dióxido de carbono, que é liberado como subproduto. A energia obtida é usada para sintetizar ATP, que é usado para diversos processos celulares.

No processo de fermentação anaeróbia, a concentração de hidrogênio precisa ser “controlada” para que se possa manter o equilíbrio do processo nesta fase. Uma alta concentração de hidrogênio não oferece  as condições necessárias para que as bactérias acetogênicas consigam converter os ácidos orgânicos gerados na fase de acidogênese. O acúmulo cada vez maior de ácidos orgânicos inibe a ação das bactérias metanogênicas e compromete a geração de biogás

Fases Da Biodigestão Anaeróbia
laboratório de biogás da embrapa suínos e aves na cidade de concórdia em santa catarina – brasil.

Uma bactéria acetogênica é capaz de produzir acetato a partir de dióxido de carbono e hidrogênio ou carboidratos . As espécies de acetogênios podem ser subdivididas naquelas que não são obrigatoriamente redutoras de prótons , ou seja, produtoras de hidrogênio, e aquelas que obrigatoriamente reduzem prótons a hidrogênio durante a acetogênese.

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 a olho nu. 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.

A interdependência das fases

Um exemplo interessante dessa interdependência é mostrado na figura abaixo, 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 Biodigestão Anaeróbia Consiste Em Cinco Fases Principais: Hidrólise, Acidogênese, Acetogênese, Metanogênese E Produção De H2. Na Hidrólise, As Substâncias Orgânicas Complexas São Decompostas Em Moléculas Menores. Na Acidogênese, Os Ácidos Graxos São Convertidos Em Ácidos Voláteis Mais Simples.
a biodigestão anaeróbia consiste em cinco fases principais: hidrólise, acidogênese, acetogênese, metanogênese e produção de h2.

Que fatores influenciam no processo?

Diversos fatores podem influenciar o processo de biodigestão anaeróbia, incluindo:
  1. Substrato: O tipo e a qualidade do material orgânico a ser digerido é um fator crítico. Substratos com alto teor de matéria orgânica, como resíduos de alimentos e dejetos de animais, são bem adequados para a biodigestão anaeróbia.
  2. pH: O pH ideal para a biodigestão anaeróbia geralmente fica entre 6,5 e 7,5. Valores mais altos ou mais baixos do que isso podem afetar negativamente o processo e diminuir a eficiência.
  3. Temperatura: A temperatura é um fator importante, pois afeta a taxa de decomposição de material orgânico pelos microorganismos. A faixa de temperatura ideal para a biodigestão anaeróbia geralmente fica entre 30°C e 40°C, mas pode variar dependendo do tipo de substrato e dos microorganismos envolvidos.
  4. Nutrientes: Os nutrientes, como nitrogênio e fósforo, são necessários para o crescimento e a atividade dos microorganismos envolvidos na biodigestão anaeróbia. A falta de nutrientes pode limitar a eficiência do processo.
  5. Teor de sólidos: A concentração de sólidos no substrato pode afetar a viscosidade do material e, portanto, a taxa de digestão. Substratos com alto teor de sólidos podem ser mais difíceis de processar do que substratos com baixo teor de sólidos.
  6. Micro-organismos: Os micro-organismos que estão presentes no biodigestor são importantes para o processo e podem afetar a eficiência e estabilidade do sistema. O tipo e a quantidade de micro-organismos podem variar dependendo do tipo de substrato, temperatura e outros fatores ambientais.

Como acontece a acetogênese na biodigestão anaeróbia?

Na acetogênese da biodigestão anaeróbia, o ácido acético é convertido em dióxido de carbono e ácido metanossulfônico por meio de reações bioquímicas. Nessa etapa, as enzimas envolvidas catalisam a transferência de elétrons entre os ácidos voláteis, reduzindo-os a dióxido de carbono e ácido metanossulfônico. Esta etapa também produz energia, que é armazenada no ATP.

Fontes:

MACHADO, Gleysson B.  Geração e Aproveitamento Energético do Biogás. PROJETO PROBIOGÁS. 2016

BRYANT, M.P  et al. Methanobacillus Omelianski, a Symbiotic Association of Two Species Bacteria. In: Archives of Microbiology 59. 1967

BATTENBERG, 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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