O controle da acidogênese é decisivo na geração de biogás. Para entender o motivo, vamos entender algumas partes fundamentais deste processo.
A biodigestão anaeróbia é um processo biológico no qual micro-organismos decompõem matéria orgânica em um ambiente sem oxigênio (anaeróbio), produzindo biogás e resíduos orgânicos decompostos. Esse processo é utilizado para a produção de energia renovável, através da conversão de resíduos orgânicos em biogás, que pode ser utilizado para a geração de eletricidade, aquecimento ou combustível veicular. Além disso, a biodigestão anaeróbia é uma alternativa sustentável para o tratamento de resíduos orgânicos, como restos de comida, estrume animal, resíduos agrícolas, entre outros, reduzindo a quantidade de resíduos que vão para aterros sanitários e contribuindo para a redução das emissões de gases de efeito estufa.
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.
O que é a acidogênese?
A acidogênese é a segunda fase da biodigestão anaeróbia, na qual as bactérias quebram as moléculas orgânicas simples em ácidos graxos voláteis, como ácido láctico, ácido acético e ácido butírico. Esse processo ocorre em condições anaeróbias, ou seja, na ausência de oxigênio, e é realizado por uma variedade de micro-organismos anaeróbios, incluindo bactérias, arqueas e protozoários. A acidogênese é influenciada por vários fatores, incluindo a composição do substrato, a temperatura, o pH e a presença de microrganismos específicos.
Acidogênese é a fermentação de aminoácidos e acetato a açúcares, hidrogênio e certos intermediários , como propionato, butirato , lactato e etanol. β- oxidação de ácidos graxos de cadeia longa e fermentação alcoólica a ácidos graxos voláteis (AGVs) e hidrogênio.
Durante a acidogênese na biodigestão anaeróbia, os produtos hidrolisados são metabolizados no interior das bactérias em álcoois (etanol), cetonas, (acetona), aldeídos, hidrogênio, dióxido de carbono e, principalmente, ácidos orgânicos (ácido acético, ácido propanóico, ácido butanóico, ácido láctico). Além disso, durante o processo são geradas novas células bacterianas.
A pressão parcial do hidrogênio é um fator determinante para os tipos de produtos a serem gerados durante a acidogênese. Quanto maior a pressão parcial, menor a quantidade de ácido acético e hidrogênio formados em favorecimento da geração de ácidos orgânicos de cadeia longa. (SCHERER, 1995).
A quantidade e tipos de bactérias capazes de realizar a acidogênese é muito grande. Entre os principais grupos presentes em reatores anaeróbios podemos citar Clostridium, Bacteroides, Ruminococcus, Butiribacterium, Propionibacterium, Eubacterium, Lactobacilllus, Streptococcus, Pseudomonas, Desilfobacter, Micrococcus, Bacillus e Escherichia. (MACHADO, 2016)
Qual o papel da acidogênese na biodigestão anaeróbia?
O papel da acidogênese na biodigestão anaeróbia é de quebrar as moléculas orgânicas em ácidos orgânicos menores, como ácido láctico, ácido acético e ácido butírico. Essa etapa é realizada por microrganismos anaeróbios, como bactérias, arqueas e protozoários, em condições de ausência de oxigênio. Os ácidos orgânicos produzidos na acidogênese são utilizados como substrato para a etapa seguinte da biodigestão, a acetogênese.
A acidogênese é importante para a biodigestão anaeróbia, pois é responsável pela degradação inicial da matéria orgânica e pela produção dos ácidos orgânicos que serão utilizados na produção de biogás na etapa seguinte. Além disso, a acidogênese ajuda a reduzir a carga orgânica dos substratos e, consequentemente, reduzir a demanda de oxigênio no ambiente, o que é especialmente importante para o tratamento de resíduos orgânicos em sistemas aquáticos. Portanto, a acidogênese é uma etapa fundamental na biodigestão anaeróbia e influencia diretamente a eficiência e a qualidade da produção de biogás.
Qual a importância da acidogênese nas usinas de biogás?
A acidogênese é uma etapa importante na produção de biogás nas usinas de biogás. Ela é a segunda etapa da biodigestão anaeróbia, onde ocorre a quebra de moléculas orgânicas simples em ácidos orgânicos menores, como ácido láctico, ácido acético e ácido butírico. Esses ácidos orgânicos são utilizados como substrato nas etapas seguintes para a produção de biogás, principalmente metano e dióxido de carbono.
A importância da acidogênese nas usinas de biogás está relacionada à sua influência na eficiência e na qualidade da produção de biogás. Uma acidogênese eficiente é fundamental para garantir a produção de ácidos orgânicos suficientes para a acetogênese. Além disso, a acidogênese ajuda a reduzir a carga orgânica dos resíduos, o que é especialmente importante para o tratamento de resíduos orgânicos em sistemas aquáticos.
O controle das fases da biodigestão anaeróbia, como a acidogênese, ocorre dentro dos tanques de fermentação de usinas de biogás com o uso de sistemas automatizados. (Foto: Gleysson B Machado)Outra importância da acidogênese nas usinas de biogás é que ela pode ser controlada e otimizada para aumentar a produção de biogás e melhorar a qualidade do substrato utilizado na produção do biogás. O controle da acidogênese pode ser feito por meio da seleção de microrganismos específicos, ajuste do pH e da temperatura, além do monitoramento constante da qualidade do substrato utilizado na alimentação dos biodigestores.
Em resumo, a acidogênese é uma etapa crítica na produção de biogás nas usinas de biogás, pois influencia diretamente a eficiência e a qualidade da produção de biogás, além de possibilitar o controle e a otimização da produção de biogás.
Como a falta de controle da acidogênese pode afetar a geração de biogás
A falta de controle da biodigestão anaeróbia, especialmente da acidogênese, pode afetar negativamente a geração de biogás em uma usina de biogás. Isso porque a acidogênese é a etapa responsável pela quebra das moléculas orgânicas em ácidos orgânicos menores, que são utilizados como substrato para a produção de biogás.
Se a acidogênese não for controlada adequadamente, pode ocorrer a diminuição da eficiência da quebra de moléculas orgânicas e, consequentemente, redução da quantidade de ácidos orgânicos disponíveis para a acetogênese. Isso pode levar à redução na produção de biogás ou até mesmo à interrupção completa da produção de biogás.
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Além disso, se a acidogênese não for controlada, pode ocorrer a produção excessiva de ácidos graxos voláteis (AGVs), que são produtos da fermentação dos ácidos orgânicos pela acidogênese. O acúmulo excessivo de AGVs pode levar à redução do pH, o que prejudica o crescimento e a atividade dos microrganismos da biodigestão anaeróbia, incluindo aqueles envolvidos na produção de biogás na etapa da acetogênese. Como resultado, pode haver uma diminuição significativa na produção de biogás.
Portanto, é fundamental que a acidogênese seja controlada e monitorada adequadamente para garantir a produção de ácidos orgânicos suficientes para a produção de biogás na etapa da acetogênese e evitar a produção excessiva de AGVs que possam prejudicar a eficiência da biodigestão anaeróbia.
Fontes:
- MACHADO, Gleysson B. Geração e Aproveitamento Energético do Biogás. Projeto PROBIOGÁS. 2016
- SCHERER P. A. Vergärung. In: Thomé-Kozmiensky, K.J. (Hrsg.): Biologische Abfallbehandlung – Enzyklopädie der Kreislaufwirtschaft. Berlin : EF-Verlag für Energie- und Umwelttechnik, 1995, pp. 359–372.
- Acidogênese – conceitos Aqua Portail (21.04.2023)
