Mikrobiologie im Biogas-Reaktor

In einem Biogas-Reaktor kommt es durch die vorhandenen Mikroorganismen zur Umwandlung und zum Abbau von organischen Stoffen. Die Zusammensetzung der Mikroorgansimen im Reaktor hängt von vielen verschiedenen Faktoren wie pH-Wert, Temperatur, vorhandenen Ausgangsstoffe,… ab.
Gemeinsam ist den Bakterien aber folgendes:

• sie sind streng anaerob (werden also durch Luftsauerstoff im Wachstum gehemmt oder gar abgetötet)
• sie wachsen am besten nahe einem neutralen pH-Bereich von 7
• es muss ein reduzierendes Milieu vorliegen
• die Temperatur sollte zumindest 30°C betragen
• der Abbau erfolgt in vier nacheinander geschalteten Einzelschritten (Hydrolyse, Acidogenese, Acetogenese, Methanogenese)
  

Während der Hydrolyse werden die Polymere durch verschiedene hydrolytische (genauer zellulolytische, amylolytische, proteolytische und lipolytische) Bakterien in monomere Grundbausteine, oder andere weiter verwertbare Abbauprodukte zerlegt. Bsp: Stärke wird mit Hilfe von Bakteroides oder Clostridien zu Glucose abgebaut Bei der Acidogenese erfolgt ein Abbau zu niedrigen Fettsäuren, organischen Säuren, Alkohol und dann mit Hilfe der Acetogenese weiter zu den Endprodukten Essigsäure, CO₂ und H₂.

Im letzten Schritt, der Methanogenese, wird nun die Essigsäure in Methan und Kohlendioxid umgewandelt und es entsteht das Biogas

Auch die restlichen Abbauprodukte der vorangegangenen Reaktionen werden zu Biogas umgewandelt.

Dieser letzte Schritt wird von den eigentlichen Methanbakterien katalysiert, die nur C1 und C2 Verbindungen verwerten können.