Microsoft Word Biyogaz+\334retiminin+Mikrobiyolojisi

---

B YOGAZ  ÜRET M N N  M KROB YOLOJ S  

 

Biyogaz  organik  maddelerin  oksijensiz  şartlarda  biyolojik 

parçalanması  (anaerobik  fermantasyon)  sonucu  oluşan  ağırlıklı 

olarak metan ve karbondioksit gazıdır. Çeşitli organik maddelerin 

metan  ve  karbondiokside  dönüşümü  karışık  mikrobiyolojik  flora 

tarafından gerçekleştirilmektedir. Bu oksijensiz bozunma sonucunda metan gazı 

üç  aşamalı  bir  işlem  sonucunda  oluşur.  Oksijensiz  bozunmanın  (anaerobik 

fermantasyon) bu üç aşaması aşağıdaki gibi sıralanır. 

1.

      

Fermantasyon ve Hidroliz 

Bu  aşamada  fermantative  ve  hydrolytic  bakteriler  olarak  isimlendirilen  bakreri 

grupları  organik  maddenin  üç  temel  ögesi  olan  karbon  hidratları  (C

6

H

10

O

5

)

n

, 

proteinleri   (6C 2NH

3

 3H

2

O) ve yağları (C

50

H

90

O

6

) parçalayarak CO

2, 

asetik asit 

ve büyük bir kısmını da çözülebilir uçucu organik maddelere dönüştürürler.  Bu 

son  gruptaki  uçucu  organik  maddelerin  büyük  bir  bölümünün  uçucu  yağ  asitleri 

olması nedeniyle, bu aşamaya uçucu yağ asitlerinin [CH

3

 (CH

2

)

 n

 COOH] oluşum 

aşaması adı da verilir. 

2.

      

Asetik Asidin Oluşumu  

Bu aşamada, birinci aşama sonucunda açığa çıkan ve uçucu yağ asitlerini asetik 

aside dönüştüren asetogenik (asit oluşturan) bakteri grupları devreye girmekte ve 

bir  kısım  asetogenik  bakteriler  uçucu  yağ  asitlerini  asetik  asit  ve  hidrojene 

dönüştürmektedir.  

CH

3

 (CH

2

)

n

 COOH + H

2

O => 2CH

3

  COOH + 2H

2

 

Diğer  bir  kısım  asetogenik  bakteri  grubu  ise  açığa  çıkan  karbondioksit  ve 

hidrojeni  kullanarak      asetik  asit  oluşturmaktadır.  Ancak  bu  ikinci  yolla  oluşan 

asetik asit miktarı, birinciye oranla daha azdır.  

 

2CO

2

 + 4H

2

 => CH

3

 COOH + 2H

2

O 

 

---

3.

      

Metan Gazının Oluşumu  

Anaerobik fermantasyonun bu son aşamasında metan oluşturan bakteri grupları 

devreye  girmekte,  ve  bir  kısım  metan  oluşturan    bakteriler  CO

2

  ve  H

2

’yi 

kullanarak metan (CH

4

) ve suyu (H

2

O) açığa çıkarırlarken, öteki bir grup metan 

oluşturan  bakteriler  ise  ikinci  aşama  sonucunda  açığa  çıkan  asetik  asidi 

kullanarak CH

4

  ve CO

2

 oluşturmaktadırlar. 

CO

2

  + 4H2  => CH

4

  + 2H

2

O 

CH

3

 COOH  => CH

4

 + CO

2

 

Ancak  bu  aşamada  birinci  yolla  oluşan  metan  miktarı,  ikinci  yolla  elde  edilen 

metan  miktarından  daha  azdır.  Üretilen  tüm  metanın  %30’u    birinci  yolla  %70’i 

ikinci yolla yapılmaktadır.  

Bu  üç  aşamada  üç  değişik  bakteri  grubu  etkinlik  göstermektedir.  Anaerobik 

fermantasyonda  bekletme  süresine,  atık  su  ve  atık  organik  maddelerin  türüne, 

ortamın  PH  ile  içerdikleri  iyonlara  ve  bunlara  bağımlı  olarak  oluşan 

mikroorganizmalar  topluluğunun  yapısına  göre  üç  değişik  sıcaklık  bölgesi 

mevcuttur.  Anaerobik  fermantasyonun  üçüncü  aşamasında  devreye  giren  ve 

metan  oluşumunu  sağlayan  metan  bakterileri,  fermantasyon  ortamının 

sıcaklığına göre üç gruba ayrılır.  

Bunlar;  

1-

     

Psychrophilic (Sakrofilik) Bakteriler   Optimum faaliyet sıcaklığı:       5-25 °C 

2-

     

Mezophilic (Mezofilik) Bakteriler        Optimum faaliyet sıcaklığı:     25-38 °C  

3-   Thermophilic (Termofilik) Bakteriler   Optimum faaliyet sıcaklığı:    50-60 °C  

 

Sakrofilik  bakteriler  deniz  ve  göl  diplerindeki  tortullar  ile  bataklıklar,  termofilik 

bakteriler  ise  yüksek  sıcaklıklardaki  volkanik  ve  jeotermal  bataklıklar  içerisinde 

yaşamaktasırlar.  Bu  üç  bakteri  gurubu  ile  yapılan  fermantasyonda,  sakrofilik, 

mezofilik  ve  termofilik    fermantasyon  ile  aynı  adı  almaktadır.    Bu  bakteri 

gruplarından  1.  ve  3.  grupta  yer  alan  sakrofilik  ve  termofilik  bakteriler  sığır 

gübresi  içerisinde  yaşamamaktadır.  Sığır  gübresinde  mezofilik  bakteriler 

---

bulunmaktadır. Biyogaz tesisinde sığır gübresi kullanılması durumunda mezofilik 

fermantasyon uygulanır. 

Biyogaz üretimi oldukça önemli bir biyolojik süreçtir. Bu  nedenle tüm şartların 

eksiksiz sağlanmasının gerekliliği aksi durumda verimli gaz üretiminin 

olmayacağı açıktır.  

Bugün, kurulan bir çok biyogaz tesisinin kullanım dışı kaldığı bilinmektedir. Tüm 

ş

artların uygun olduğu durumlar içersinde kurulması gereken bölgeler için en 

uygun biyogaz tesis tipi seçilmelidir. Üretilen biyogazın kontentindeki metan gazı 

üretiminin başarısı bir faktörün etkisi altındadır. Bunlar; 

  Ortam sıcaklığı 

  Hammaddenin cinsi ve miktarı 

  Ortam asitliği (PH) 

  Partikül büyüklüğü 

  Fermantasyon süresi 

  Karbon azot oranı (C/N) 

  Tesis tipi 

  Kuru madde miktarı 

Ortam sıcaklığı, metan gazı oluşumunda en önemli etmendir. Bu nedenle sıcak 

bölgelerde  tesisin  başarısı  daha  yüksek  olmaktadır.  Metan  oluşturan  bakteriler 

ani  sıcaklık  değişimlerinden,  gündüz-gece  sıcaklık  farklılıklarından  çok  çabuk 

etkilenmektedir. 

Anaerobik  bakterilerin  en  önemli  besin  maddeleri  karbon  ve  azottur. 

Mikroorganizma karbonu enerji kaynağı olarak kullanırken azotu yeni hücrelerin 

oluşturulmasında yapı malzemesi olarak değerlendirir. Karbon azota nazaran 25-

30 kat daha fazla kullanılır.  deal karbon/azot oranı 30/1 dir. Bu oran; 

  Buğday sapı   

87/1 

  Mısır sapı 

 

53/1 

  Hayvan dışkısı 

29/1 dir.