7 - Processos de Degradação Biológica Natural, Digestão Aeróbica. Por Meio de Fermentação e Respiração

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7 - Processos de Degradação Biológica Natural, Digestão Aeróbica. Por Meio de Fermentação e Respiração

Mensagem  Fabiano em Ter 22 Jun 2010 - 0:27

A digestão anaeróbica (ou anaeróbia) é um processo de decomposição da matéria orgânica por bactérias em um meio onde não há a presença de oxigênio. Este método é usado há muito tempo pelo homem mesmo antes dele descobrir que se tratava ou mesmo de saber sobre a existência dos microorganismos responsáveis por isto.

A digestão anaeróbica atualmente é muito utilizada para o tratamento de resíduos (provenientes de Estações de Tratamento de Esgoto) ETE's, ou em biodigestores (produção de biogás a partir de detritos animais) que usam o gás resultante do processo de digestão para gerar energia.

No Litoral Norte, existem 18 sistemas de tratamento de esgoto em operação, sendo 12 por Lodo ativado por batelada, 4 por emissários e 2 por Fossas Sépticas. No caso do tratamento por lodo ativado por batelada, o processo funciona com sistema de aeração automatizado. Após escoamento do esgoto por gravidade até o local determinado, esse material sofre elevação e passa por um reator, onde recebe ar (O2), possibilitando assim a reprodução e a digestão das bactérias (lodo), promovendo a decomposição da matéria orgânica presente. Dentro desse reator estão presentes diversos tipos de microorganismos, ocorrendo então uma cadeia alimentar de seres microscópicos. Como produto final, obtém-se o lodo desidratado que é encaminhado para os aterros sanitários e o efluente clarificado (descontaminado) que é lançado nos mananciais.

Já as fossas sépticas, que podem ser individuais ou coletivas, trabalham através do sistema anaeróbio, como já citamos anteriormente.

Nesse tipo de digestão ocorrem diversos processos que juntos resultam na decomposição da matéria. Pode ser dividido em fases. A primeira fase é a liquefação ou hidrólise, onde ocorre a transmutação do material orgânico complexo composto dissolvido ou matéria orgânica volátil. A segunda fase é a gaseificação, podendo ser dividida em duas fases: fermentação ácida ou acidogênese, onde os compostos são transformados em ácidos orgânicos voláteis e a fermentação acetogênica ou acetogênese, onde os produtos de subfase anterior são transformados em acetato, hidrogênio e monóxido de carbono. Para finalizar, a terceira fase é a metanogênese, onde os produtos da acetagênese são transformados, principalmente em metano (CH4), embora sejam gerados outros gases.

Alguns processos para a digestão anaeróbia em estações de tratamento de esgoto são: "lodo ativado", "filtro biológico", "lagoas anaeróbias" ou ainda, "reatores anaeróbios", entre outros. Note que o objetivo destes processos é a decomposição e tratamento de esgoto em primeiro plano não a obtenção de biogás como nos processos a seguir.



Fermentação

Uma das etapas fundamentais que estabeleceu a relação entre microorganismos e doenças, ocorreu quando um grupo de mercadores franceses pediu que Pasteur descobrisse por que os vinhos e as cervejas azedavam. Eles esperavam desenvolver um método que impedisse a deterioração dessas bebidas quando enviadas as longas distâncias. Naquela época, muitos cientistas acreditavam que o ar convertia os açúcares desses fluídos em álcool. Pasteur descobriu, ao contrário, que microorganismos denominados leveduras, convertiam os açúcares para álcool na ausência do ar. Esse processo, denominado fermentação ou também chamado de respiração anaeróbia (C6H12O6 + 4NO3 6CO2 + 6H2O + 2N2 + energia), é utilizado para a produção de vinho e cerveja. O azedamento e a danificação são causados por microorganismos diferentes chamados de bactérias. Na presença do ar, as bactérias transformam o álcool das bebidas em vinagre (ácido acético).

Na fermentação, a glicose sofre desdobramento e não depende do oxigênio livre e de substância que tenha oxigênio para a sua realização. Podemos classificar a fermentação de acordo com o seu produto final: lática, alcoólica e acética.

Alcoólica (C6H1206 --> 2C2H5OH + 2CO2 + energia (ATP)) álcool etílico ou etanol.

As leveduras são seres que na presença do oxigênio realizam respiração aeróbia e na ausência de oxigênio realizam fermentação.

Lática (C6H1206 --> 2C3H4O3 + 2H2 + energia) ácido lático.

A fermentação lática pode ser feita por bactérias, fungos e células da musculatura do corpo dos animais. A musculatura esquelética quando submetida a intensas atividades, deixam de realizar a respiração aeróbia e passam a realizar a fermentação lática.

Acética: o piruvato (substância mais simples da glicose) forma gás carbônico e ácido acético (vinagre - C2H4O2).

A solução de Pasteur para o problema da danificação foi aquecer a cerveja e o vinho o suficiente para matar a maioria das bactérias que causavam o estrago; o processo chamado de pasteurização é agora rotineiramente utilizado para matar bactérias potencialmente noviças no leite, bem como em algumas bebidas alcoólicas. A demonstração da relação entre a danificação de comidas e microorganismos foi o passo mais importante para o estabelecimento da relação entre doença e micróbios.

O que é fermentação?

Para muitas pessoas, fermentação simplesmente significa a produção de álcool: grãos e frutas são fermentados para produzir cerveja e vinho. Se uma comida azeda, dizemos que ela "deteriorou" ou fermentou. Aqui estão algumas definições para fermentação. Elas variam entre informal, uso geral e as definições mais científicas.

1. Qualquer deterioração de alimentos por microorganismos (uso geral)
2. Qualquer processo que produza bebidas alcoólicas ou laticínios ácidos (uso geral)
3. Qualquer processo microbiológico em grande escala ocorrendo com ou sem ar (definição comum usada na indústria)
4. Qualquer processo metabólico que libere energia que ocorra somente sob condições anaeróbicas (tornando-se mais científica)
5. Qualquer processo metabólico que libere energia de um açúcar ou outra molécula orgânica, não requer oxigênio ou um sistema transportador de elétrons e usa uma molécula orgânica como aceptor final de elétrons (científica).
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