Digestão anaeróbia mesofílica e termofílica

Há uma doutrina sobre regimes mesófilos (35-40 °C) e termofílicos (50-55 °C). Muitos ainda pensam que a mesófilo é um processo biológico mais estável e a termofílica é mais rápida e produtiva, mas menos estável. 10-15 anos atrás, nós mesmos acreditamos nisso e até ensinamos nossos clientes e estudantes.

Agora sabemos que a doutrina mesofílica/termofílica está errada. Bactérias se adaptam à temperatura entre 40 °C e 50 °C. Operamos plantas de biogás há 15 anos com temperaturas entre 30 °C e 55 °C e não detectamos diferenças no rendimento de metano e na estabilidade do processo.

Na operação prática de plantas de biogás, as diferenças entre as saídas de biogás em diferentes faixas de temperatura podem ser explicadas fisicamente. O maior teor de vapor de água em biogás é o mais importante. Em uma temperatura operacional mais alta há aparentemente mais biogás. Mas a matéria é apenas vapor de água que condensa durante o resfriamento.

A temperatura absoluta do digestor não é importante. O mais importante é como a temperatura do digestor é atingida e mantendo uma temperatura estável. Um aumento de 3-4 °C em duas semanas pode matar toda a biologia. Especialmente vulneráveis são plantas de biogás sofrendo de uma falta de micronutrientes.

Refrigerar é menos prejudicial para as bactérias do que aquecer. Eles estão ficando mais lentos e preguiçosos. Se uma mudança permanente para uma temperatura mais baixa for planejada, a redução não deve chegar a mais de 1 °C por semana. Isso garante que a biologia do digestor pode se adaptar e nenhuma queda na performance ocorrerá.

Mas se o digestor de repente ficou frio de 52 °C para 44 °C, por exemplo, devido a um dano do CHP, e a temperatura alvo foi 52 °C, o aquecimento de volta para 52 °C deve ser o mais rápido possível.

A temperatura ideal do digestor é definida a partir de

1. condições climáticas da região,
2. Substrato chegando à temperatura,
3. Temperatura natural do substrato.

Dois extremos podem ser distinguidos: monofermentação de estrume líquido em clima frio e monofermentação de silagem de capim/milho nos trópicos.

Em uma monofermentação de estrume líquido, pelo menos metade do calor residual da CHP é aquecer o estrume, por exemplo, a 37 °C. Também preste atenção à temperatura natural dos animais 37-38 °C. Então, a temperatura preferível é 37-38 °C. Mas se durante o inverno severo a temperatura não puder ser alcançada a planta funcionaria bem sob temperatura de 30 a 32 °C, se se adaptasse lentamente.

Se apenas a silagem de grama é processada o calor necessário é quase zero. Devido aos agitadores e ao calor auto-aquecido é produzido o suficiente para manter a temperatura de fermentação. Dependendo do aquecimento externo, só é necessário em dias muito frios. O autoaquecimento descontrolado no digestor que ocorre no verão é mais crítico aqui. Então, para grama nos trópicos, preferimos regimes 44-55 °C com uma opção de resfriamento.