¿Qué es la digestión anaerobia?

Es una fermentación que ocurre sin oxígeno, en un tanque totalmente cerrado. Del proceso se obtiene biogás con metano y un residuo sólido que funciona como compost.

¿Por qué la digestión anaerobia se llama también metanización?

Porque el biogás obtenido contiene metano, lo que da nombre al proceso.

¿En qué pH se desarrolla mejor la metanogénesis?

El proceso de formación de metano se desarrolla de manera óptima a un pH de 7.

Digestión anaerobia: fases, parámetros y tipos de digestores para producir biogás

Resumen

El documento explica la digestión anaerobia, un proceso de fermentación sin oxígeno que produce biogás rico en metano y un residuo sólido útil como compost. Describe las cuatro fases del proceso (hidrólisis, acidogénesis, acetogénesis y metanogénesis), los parámetros de operación como el pH, la temperatura y la agitación, y los principales tipos de digestores.

Puntos clave

La digestión anaerobia es una fermentación sin oxígeno que se realiza en un tanque cerrado y produce biogás con metano y un residuo sólido tipo compost.
Las cuatro fases son hidrólisis, acidogénesis, acetogénesis y metanogénesis.
En la hidrólisis, las proteínas se transforman en aminoácidos, los carbohidratos en azúcares y los lípidos en ácidos grasos.
El pH debe mantenerse entre 6.5 y 8; por debajo de 6.2 se detiene la formación de metano y por debajo de 4.5 no hay actividad biológica.
Las temperaturas bajas paralizan la formación de metano; por debajo de 4 ºC se detiene y las heladas pueden matar a los microorganismos.
Los digestores de mezcla completa tienen un tiempo de residencia de 15 a 30 días y los de flujo pistón suelen operar unos 30 días.

Ponte a prueba

Digestión Anaerobia: Proceso de Fermentación y Producción de Biogás

La digestión anaerobia es una fermentación que ocurre sin oxígeno, por lo que se realiza en un tanque totalmente cerrado. A través de este proceso, se obtiene un biogás que contiene metano, razón por la cual en ocasiones se denomina metanización. Asimismo, se obtiene un residuo sólido que funciona como un compost.

Fases del Proceso

Hidrólisis: Consiste en la degradación de los compuestos orgánicos y la formación de compuestos más sencillos. En esta etapa, las proteínas se transforman en aminoácidos, los carbohidratos en azúcares y los lípidos en ácidos grasos.
Acidogénesis: A partir de los compuestos sencillos y mediante la acción de bacterias formadoras de ácidos, se generan principalmente ácidos propiónico y butírico. Es una fase rápida que se acelera si el pH es ácido.
Acetogénesis: Se produce la formación de acetato a partir de los ácidos propiónico y butírico a través de una serie de bacterias específicas. Este proceso se inhibe cuando hay un exceso de hidrógeno, ya que esto ralentiza la formación de acetato.
Metanogénesis (Formación de metano): Las bacterias acetotróficas descomponen el acetato. En esta fase se obtiene un gas con gran cantidad de metano. El proceso se desarrolla de manera óptima a un pH de 7.

Parámetros de Operación

Fase de arranque e inóculo

Para el inóculo inicial, es recomendable utilizar material de otro tanque, ya que este posee las bacterias necesarias para iniciar el proceso.

Control del pH

El pH debe mantenerse entre 6.5 y 8. Se deben considerar los siguientes límites críticos:

pH < 6.5: Favorece la formación de ácidos.
pH < 6.2: Se detiene la formación de metano.
pH < 4.5: No existe actividad biológica.

Temperatura

Aunque se puede realizar a temperatura ambiente, generalmente se suele calentar el sistema, ya que se producirá más metano a temperaturas más altas. Las bacterias son extremadamente sensibles a los cambios bruscos de temperatura. Si la temperatura desciende a menos de 4 ºC, se paralizará la formación de metano, y las heladas pueden provocar la muerte de los microorganismos.

Agitación

Se realiza una agitación de la muestra para asegurar una mayor homogeneidad dentro del digestor.

Tipos de Digestores

De mezcla completa: Presentan un tiempo de residencia alto (entre 15 y 30 días) y cargas de 2 a 4 kg de sólidos en suspensión por metro cúbico (ss/m³) de digestor.
Flujo pistón: El purín se introduce por un extremo y sale por el otro. El biogás asciende hacia la parte superior donde se acumula. El tiempo de residencia suele ser de 30 días.
Contacto anaerobio: Utilizado frecuentemente en la industria agroalimentaria.
UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket): Tanques de gran tamaño empleados en la industria agroalimentaria. En ellos se distinguen claramente las tres fases: sólido, líquido y gas. Poseen un volumen unitario máximo de 2.000 m³.
Filtro anaerobio: El digestor se rellena con soportes plásticos (floretas). Al verter el purín, este se distribuye e impregna toda la superficie, permitiendo una mejor actuación de las bacterias.