Anar al contingut

Acidogénesis

De L'Enciclopèdia, la wikipedia en valencià

Les diferents espècies bacterianes que són capaces de realisar l'acetogénesis es denominen colectivamente acetógenos.

La digestió anaerobio, també denominada biometanización, és un procés microbiològic en el qual la matèria biodegradable es descompon en absència d'oxigen per mig de l'acció de distints grups de bactèries, donant com a resultat dos productes principals: biogás i digestato.

Procés de digestió anaerobio

[editar | editar còdic]
  1. Fase d'hidrólisis.
  2. Fase de acidogénesis-acetogénesis.
  3. Fase de metanogénesis.

El procés de digestió s'inicia en la hidrólisis bacteriana dels materials d'aporte per a trencar els polímero orgànics insolubles, tals com carbohidrats, i els transforma en composts adequats per a atres bactèries. Les bactèries acidogénicas convertixen els sucres i aminoàcits en diòxit de carbono, hidrogen, amoni i àcit orgànics. Les bactèries acetogénicas llavors convertixen estos àcit resultants en àcit acètic, en la producció adicional d'amoni, hidrogen i diòxit de carbono. Finalment en la fase metanogénica es convertixen estos productes en metà i diòxit de carbono, gas d'alt poder calorífic conegut com biogás.

En el procés de acidogénesis, les bactèries hidrolítiques formen una varietat de productes finals reduïts de la fermentació d'un determinat substrat. Una qüestió fonamental que es planteja es referix a les característiques metabòliques que controlen el fluix de carbono i d'electrons a un producte final reduït determinat durant el procés de cultiu, i en cultius metanogénicos mixts de bactèries hidrolítiques.

Thermoanaerobium brockii és una bactèria termófila hidrolítica representativa, que fermenta la glucosa, a través de la via de Embden-Meyerhof Parnas Pathway. T. brockii és una bactèria atípica d'àcit heteroláctico, ya que forma hidrogen molecular (H2), ademés d'àcit làctic i etanol. Els productes finals reduïts de fermentació de la glucosa es formen enzimáticamente a partir de piruvato, a través dels següents mecanismes: lactato de fructosa 1-6 tot-fosfat (F6P) activada lactato deshidrogenasa; H2 per piruvato ferredoxina oxidoreductasa i hidrogenasa; i l'etanol a través de l'hidrogenació d'alcohol deshidrogenado.[1]

Història

[editar | editar còdic]

L'activitat acidogénica va ser descoberta a principis de el XX, pero no va ser fins a mediats de la década de 1960 quan es va aplicar l'ingenieria de separació de fases en la finalitat de millorar el tractament i l'estabilitat dels digestors de residus.[2] En esta fase, molècules complexes (hidrats de carbono, lípits i proteïnes) es despolimerizan en composts solubles per enzimes hidrolítiques (celulasas, hemicelulasas, amilasa, lipasa i proteasas). Els composts hidrolizados fermenten i es convertixen en àcit grassos volàtils (acetat, propionato, butirato i lactato), composts neutres (etanol, metanol), amoniaco, hidrogen i diòxit de carbono.[3][4][5]

La acetogénesis és una de les principals reaccions d'esta etapa, en açò, els metabòlits intermijos produïts es metabolizan a acetat, hidrogen i gas carbónico pels tres grups principals de bactèries: homoacetogens; syntrophes; i sulphoreductors.

Per a la producció d'àcit acètic es consideren tres tipos de bactèries: Aceticum Clostridium; woodii Acetobacter; i termoautotrophicum Clostridium. Winter i Wolfe, en 1979, varen demostrar que A. wodii en associació en syntrophic Methanosarcina produïa metà i diòxit de carbono a partir de fructosa, en lloc de tres molècules d'etil.[6] Moorella thermoacetica i Clostridium formiaceticum són capaços de reduir el gas carbónico a acetat, pero que no produïxen hidrogenasas per a poder produir tres molècules d'etil a partir de fructosa.

L'àcit acètic és igualment un co-metabòlit dels substrats de fermentació orgànica (sucres, glicerol, àcit làctic, etc.) per diversos grups de microorganismes que produïxen àcit diferents: bactèries propiónicas * (propionato d'etil) +; Clostridium (+ acetat butirato); enterobacterias (acetat + lactato), i bactèries heterofermentativas (acetat, propionato, butirato, valerato, etc.).


Referències

[editar | editar còdic]
  1. Marchaim, U. (1992). FAO Agricultural Services Bulletin – 95: Biogas process for sustainable development, FAO – Food and Agriculture Organization of the United Nations, ISSN 1010-1365 (1/9/2003).
  2. Alexiou, I.E. and Panter, K. (2004). A review of two phase applications to definix best practice for the treatment of various waste streams. Anaerobic Digestion 10th World Congress, September 2004. Montreal, Quebec, Canada.
  3. Cairó, J.J. and París, J.M. (1988). Microbiologia de la digestió anaerobio, metanogénesis. 4o Seminari de Depuració Anaerobio d'Aigües Residuals. Valladolit. F.F. Polanco, P.A. García i S. Hernándo. (Eds.) pp. 41–51.
  4. Dinopolou, G., Rudd, T. and Lester, J.N. (1987). Anaerobic acidogenesis of a complex wastewater: I. The influence of operational parameters on reactor performance. Biotech. And Bioeng. 31: 958 – 968.
  5. (francés) Laroche, M. (1983). Metabolisme intermediaire dones acides gras volatils en fermentation methanique. These de Docteur – Ingenieur en Sciences Alimentaires_Fermentations. Institut National de la Recherche Agronomique, France.
  6. Winter, J.U. and Wolfe, R.S. (1979). Complete degradation of carbohydrates to CO2 and methane by syntrophic cultures of Acetobacterium woodii i Methanosarcina barkeri. Arch. Microbiol. 121: 97 – 102.