Principi di base della biologia del fermentatore


La formazione di biogas è un processo di fermentazione complesso compiuto da differenti microorganismi e richiede pertanto condizioni stabili. Molteplici fattori possono spostare la biologia del fermentatore dall’equilibrio ottimale e disturbare la produzione di biogas.
 

Formazione di biogas – un processo complesso

Il biogas è formato in quattro fasi


Il biogas è il prodotto finale di un processo di conversione anaerobico. Questo processo può essere descritto in quattro fasi. Microorganismi ed enzimi diversi, ma che vivono a stretto contatto gli uni con gli altri in una sorta di simbiosi, prendono parte a ciascuna delle fasi del processo.
Il biogas viene formato in quattro fasi
Nella prima fase (idrolisi) i carboidrati, le proteine e i grassi vengono convertiti rispettivamente in zuccheri semplici, in amminoacidi e in acidi grassi. In seguito durante la fase di produzione di acidi (acidogenesi), i prodotti dell’idrolisi vengono convertiti principalmente in acidi organici oltre che in alcoli. La fase seguente di formazione dell’acido acetico (acetogenesi) è il passo che porta alla formazione di metano. In questa fase gli acidi organici vengono convertiti in acido acetico, idrogeno e anidride carbonica che sono i prodotti necessari alla formazione di metano (metanogenesi). In un processo ben funzionante queste fasi sono sincronizzate.

La concentrazione ottimale dei nutrienti permette di avere processi biogas senza problemi


Affinché queste fasi possano procedere senza problemi, è necessario mantenere i parametri di processo entro valori ottimali. La concentrazione di nutrienti e di oligoelementi ha un ruolo fondamentale.

Gli oligoelementi, oltre ad avere un ruolo fondamentale nella duplicazione dei microorganismi, sono componenti fondamentali di enzimi e coenzimi e vengono riutilizzati molteplici volte come catalizzatori dei vari passaggi del processo sopra descritto. Ben sette enzimi e tre coenzimi sono convolti nella sola formazione del metano a partire da CO2 e H2.

Non troppo e non troppo poco – il rapporto tra i nutrienti è di fondamentale importanza


Il barile di Liebig

Il processo di fermentazione risponde alla “legge del minimo” secondo Liebig. Questa dice che in carenza anche di un solo nutriente, non è possibile ottenere la massima resa. Inoltre, anche nutrienti in eccesso possono avere effetto tossico sui microorganismi.

 

 

Poiché per alcuni elementi i limiti di concentrazione ottimale e di concentrazione troppo elevata si trovano molto vicini tra loro, analisi esatte e dosaggio di oligoelementi preciso sono di importanza fondamentale per il processo di formazione di metano. Per proteggere il suolo e l’ambiente si devono evitare concentrazioni elevate di macroelementi e di oligoelementi.

 

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