Процесс возникновения биогаза по этапам

Как вы уже знаете, биогаз является ничем иным, как продуктом обмена веществ бактерий, который образовывается вследствие разложения ими какого-либо органического субстрата. Однако весь этот процесс можно также разделить на 4 основных этапа, в каждом из которых принимают участие много разных групп бактерий. И если вы решили купить биогазовую установку, то вам будет полезно узнать о том, что же именно будет в ней происходить. Итак, обо всем по порядку:

1. На первом этапе получения биогаза, аэробные бактерии перестраивают все высокомолекулярные органические субстанции (это белок, углеводы, жиры и целлюлоза) при помощи энзимов, на низкомолекулярные соединения. Этими соединениями являются сахар, аминокислоты, жирные кислоты и, конечно же, вода. Энзимы, выделяемые гидролизными бактериями, легко прикрепляются к внешним стенкам бактерий (как их еще называют - экзоферменты) и при этом они расщепляют органические составляющие загруженного в установку субстрата на небольшие водорастворимые молекулы. Все полимеры (многомолекулярные образования) на данном этапе превращаются в одномеры (или отдельные молекулы). Этот процесс, называемый гидролизом, имеет медленное течение и напрямую зависит от количества внеклеточныхэнзимов. На данный процесс влияет уровень рН (который должен быть в диапазоне от 4,5-6) и время нахождения субстрата в резервуаре.

2. После завершения процесса гидролиза, расщеплением занимаются кислото-образующие бактерии. Отдельные молекулы веществ проникают прямо в клетки бактерий, и там они продолжают разлагаться. В данном процессе частично принимают участие различные анаэробные бактерии, которые употребляют остатки кислорода и образуют тем самым анаэробные условия, необходимые для существования метановых бактерий. При уровне рН 6-7,5 в первую очередь вырабатываются нестойкие жирные кислоты (это карбоновые кислоты, например, уксусная, муравьиная, масляная, и другие), этанол, и различные газы – двуокись углерода, сероводород, углерод, и аммиак. Данный этап называют фазой окисления (на данном этапе уровень рН несколько понижается).

3. После завершения этого процесса, кислото-образующие бактерии из всех органических кислот создают продукты, необходимые для образования метана. Это уксусная кислота, двуокись углерода и сам углерод. Такие бактерии, которые понижают количество углерода в субстрате, являются весьма чувствительными к температуре, поэтому на данном этапе весьма важно выдерживать нужную температуру.

4. На последнем этапе образуется непосредственно метан, и побочные продукты - двуокись углерода и вода. 90% всего метана вырабатывается именно на этом этапе. А поскольку 70% метана происходит из уксусной кислоты, то3 этап расщепления, во время которого происходит образование уксусной кислоты, является важнейшим фактором, определяющим непосредственно скорость образования метана. Оптимальный уровень рН на 4 этапе составляет 7.

В результате этих биохимических процессов мы получаем биогаз, который необходимо очистить от примесей. Но о процессе очистки биогаза вы можете прочитать в другой статье.