Der Biogasprozess bei der Biogaserzeugung ist ein mikrobiologischer Prozess, bei dem die aus langkettigen Kohlenwasserstoffen bestehende Biomasse über Zwischenschritte in kleinere Moleküle wie Methan, Wasserstoff und Kohlendioxid aufgespalten wird. Bei diesem anaeroben Prozess sind verschiedene Bakterienarten beteiligt, wobei die Stoffwechselprodukte der einen Bakterienart die Nährstoffe für die darauf folgende Bakterienart bilden. Wichtig bei diesem Prozess ist, dass das Gleichgewicht von säurebildenden Bakterien und der methanbildenden Bakterien gewährleistet ist. D.h. die säurebildenden Bakterien müssen genauso viel organische Säuren bilden, wie die methanbildenden Bakterien verstoffwechseln können.
4 Schritte des Biogasprozesses
Der Biogasprozess der in Biogasanlagen unter Mitwirkung von verschiedenen anaeroben Mikroorganismen abläuft, kann in 4 Einzelprozesse untergliedert werden.
1. In der Hydrolyse werden die Biopolymere in lösliche Abbauprodukte zerlegt.
2. Während der Acidogenese werden die Zwischenprodukte in niedere Fette (z.B. Buttersäure, Essigsäure) und niedere Alkohole (Ethanol)umgewandelt.
3. In der Acetogenese werden die niederen Fett- bzw. Karbonsäuren und die niederen Alkohole zu Essigsäure und Acetat umgewandelt.
4. In der Methanogenese wird die Essigsäure in Methan umgewandelt.
Die 4 Einzelprozesse des Biogasprozesses laufen teilweise gleichzeitig, teilweise nacheinander und teilweise ineinandergreifend ab.
Gleichgewicht im Biogasprozess
Wenn die Bakterien die für ihren Stoffwechsel notwendigen Nährstoffe nicht in der erforderlichen Menge erhalten, geht die Methanproduktion zwangsläufig soweit zurück bis das Gleichgewicht wieder hergestellt ist. Auf Grund des erhöhten Kohlendioxidanteils kann die Biogasproduktion eine Zeit lang noch konstant bleiben.
Eine Überfütterung der Bakterien kann noch drastischere Folgen haben. Bei einer Überfütterung werden zunächst zu viele organische Säuren gebildet. Diese organischen Säuren können anfangs noch gepuffert werden. Wenn der Puffer gefüllt ist, führt dies zu einer Vergiftung der Bakterien. Zuerst geht die Methanproduktion zurück und darauf folgend die Biogasproduktion. Im ungünstigsten Fall kommt es zu einem irreversiblen Stillstand im Biogasprozess.
Dieser Prozess ist sehr komplex und hängt von unterschiedlichen Parametern ab, welche noch nicht genau erforscht sind. Nur wenn ein optimales Zusammenspiel der am Biogasprozess beteiligen Bakterienstämme gewährleistet ist, ist eine optimale Biogasproduktion gewährleistet.