Digestão Anaeróbica - Sintrofia Flashcards
Digestão Anaeróbica
Processo biológico através do qual a matéria orgânica é convertida, pela ação de microrganismos, em metano (CH4 ) e dióxido de carbono (CO2 ), na ausência de oxigénio. E que ocorre naturalmente em ambientes com elevada escassez ou ausência de O2
Aplicações industriais - Digestão Anaeróbica
Produção de energia que vise a diminuição de impacto ambiental e económico - biogás.
Sintrofia na digestão anaeróbica
Interação de mutualismo entre microrganismos produtores de H2 e microrganismos consumidores de H2 que ocorre no mundo microbiano.
Requer proximidade física.
Importancia da Sintrofia
Essencial para o ciclo do carbono, para a decomposição de resíduos e para a produção de biocombustíveis, sendo uma base importante para a formação e manutenção da estabilidade nas comunidades microbianas.
As relações de sintrofia encontram-se em que ambientes?
Relações de sintrofia são reduzidas ou inexistentes em condições de aerobiose, visto que na presença de O2, este é o aceitador final de electrões
Degrador Sintrófico Primário
Responsável pela mineralização de moléculas químicas maiores em pequenos produtos metabólicos
Consumidor
responsável pela remoção eficiente de produtos de resíduos
Fatores que interferem com o processo microbiano (velocidade do processos de digestão)
Temperatura, ph, a agitação, os subprodutos e/ou inibição, entre outros,
Fatores que interferem com o processo microbiano (degradação anaeróbica de gorduras)
Problemas físicos como a acumulação de lípidos/ácidos gordos de cadeia longa - washout
Problemas metabólicos como os AGCL serem inibidores da atividade metanogénica, podendo atuar mesmo como bactericida para estas populações de microrganismos.
Digestão Anaeróbica - Vantagens
Reduzidas necessidades nutricionais
Baixo custo
Produção de metano
Tolerancia a condições adversas
Digestão Anaeróbica - Limitações
Longos periodos de tempo para arranque do processo
Elevados tempos de retenção
Sensibilidade a tóxicos
Instabilidade
((tudo pode ser ultrapassado com avanço tecnológico))
Digestão Anaeróbica - Etapas
Hidrólise
Acidogenese
Acetogenese
Metanogenese
Hidrólise
Desintegração das moléculas complexas em compostos mais simples; processo lento.
Acidogenese/Fermentação
Produtos da hidrolise são metabolizados e convertidos em acetato, produtos intermediários e hidrogénio; etapa nunca limitante limitante uma vez que as bactérias possuem tempos de duplicação curtos.
Acetogenese
Consiste na transformação dos produtos da acidogénese/fermentação em acetato, CO2 e H2 , por ação das bactérias homoacetogénicas e bactérias sintróficas.
Metanogenese
A etapa final do processo de digestão anaeróbia é a metanogénese, com produção de metano (CH4), sendo esta a etapa que, geralmente limita a velocidade e eficiência do processo de digestão anaeróbia.
Porque é que a taxa de velocidade global do processo de digestão anaeróbia é controlado pela metanogénese?
Os microrganismos envolvidos na acidogénese crescem rapidamente uma vez que as reações de fermentação têm rendimentos energéticos superiores aos das reações de formação do metano.
Sendo a taxa de crescimento das archae muito mais baixa, a taxa global do processo de digestão anaeróbia é controlado pela metanogénese.
Características do domínio archaea
Diferenças na constituição da parede celular e nas caracteristicas genéticas.
Tipos de metanogénicas de acordo com o tipo de substrato para o crescimento e formação de metano
metanogénicas metilotróficas - utilizam compostos metilados como metilaminas, metanol e metanotiol
metanogénicas hidrogenotróficas ou hidrogenofílicas (maioria das espécies) - utilizam o CO2 e o H2 , formato ou alguns álcoois;
metanogénicas acetoclásticas - utilizam o acetato
Toxicidade e inibição das metanogénicas
Sensíveis a compostos como o O2, NH3 e NH4, metais pesados, sulfureto de hidrogénio, ácidos voláteis…
Vantagens dos grânulos anaeróbios
Grânulos de densos consórcios microbianos com diferentes espécies que envolvem interações célula-célula que apresentam alta retenção de biomassa e podem ser utilizados no tratamento de efluentes ou de outro tipo de águas residuais.
Caracteristicas dos grânulos anaeróbios
Substratos orgânicos são degradados à medida que penetram no grânulo o que faz com que substratos precursores de metano estejam disponíveis apenas no interior do grânulo.
