La digestione anaerobica

La digestione anaerobica o bioconversione è un processo biologico che avviene in assenza di ossigeno ed è finalizzato alla produzione di biogas o gas biologico, costituito principalmente da metano (CH₄) e biossido di carbonio (CO₂).  Le sue fasi sono sostanzialmente riconducibili a quattro: idrolisi, acidogenesi, acetogenesi, metanogenesi.

Negli odierni impianti di biogas (che adottano la digestione anaerobica di prodotti vegetali e/o sottoprodotti di origine animale) tale fenomeno si trasforma in una importante risorsa energetica, per via della elevata quantità percentuale di metano prodotto ed utilizzato come combustibile per i cogeneratoriadibiti alla produzione di energia elettrica.

Ciò che avvieneall'interno dei biodigestori è del tutto simile a ciò che avviene nell'apparato gastro-intestinale dei ruminanti, ove il gas prodotto durante i processi fisiologici di digestione costituisce un naturale scarto costituito dalle deiezioni gassose.

La percentuale di metano prodotta varia a seconda del tipo di sostanza organica utilizzata e delle condizioni di processo, da un minimo del 50 % fino ad un massimo dell’80 % circa. Affinché il processo abbia luogo è necessaria l'azione di diversi gruppi di microrganismi in grado di trasformare la sostanza organica in composti intermedi, quali acido acetico (CH₃COOH), biossido di carbonio (CO₂) ed idrogeno (H), utilizzabili dai batteri metanigeni che concludono il processo producendo metano. Le problematiche del sistema anaerobico nascono dal fatto che alcune famiglie di microrganismi sono in grado di realizzare solamente una parte dei passaggi nella degradazione della sostanza organica. Nei processi anaerobici la fase metabolica di produzione di energia (catabolismo) prevale rispetto a quella di sintesi cellulare (anabolismo) e, poiché i prodotti del catabolismo rappresentano il substrato di partenza per lo stadio successivo, è sufficiente interrompere soltanto uno di tali passaggi per determinare l'arresto dell'intero processo.

Occorre mantenere ottimali, per quanto possibile, le condizioni dell'ambiente di reazione (o “reattore anaerobico”): il pH ottimale si aggira intorno al 7-7,5 e la temperatura ottimale di processo varia dai 35°C, se si opera con batteri mesofili, ai  55°C circa, se si utilizzano batteri termofili.

Al termine della digestione, si conservano sostanzialmente inalterati i nutrienti (azoto e fosforo) che non vengono rimossi per via biochimica se non per le esigenze di sintesi batterica le quali condizionate da rese specifiche molto basse, non comportano riduzioni significative.