Hoe ontstaat methaan uit mest?
De niet door het dier verteerde organische stof uit het voer verlaat het dier via de mest. De methaanvormende (methanogene)Methaanvormende (methanogene) bacteriën:
Bacteriën die van nature in de mest zitten. Onder zuurstofarme omstandigheden breken deze bacteriën verteerbare organische stof in de mest af, waarbij methaangas ontstaat. bacteriën die van nature in de mest voorkomen breken die organische stof alsnog af. Deze zogenaamde anaerobeAnaeroob:
Zonder zuurstof. Sommige bacteriën (waaronder methaanvormende bacteriën die van nature in de mest zitten) gedijen het best in een zuurstofloze omgeving. bacteriën zijn alleen actief als er geen zuurstof beschikbaar is. Dat noemen we fermentatie of vergistingVergisting:
Vergisting (of fermentatie) is het proces waarbij bacteriën onder zuurstofarme omstandigheden organische stof in de mest afbreken. Hierbij wordt methaan gevormd. Vergisting is de tegenhanger van compostering, waarbij organische stof juist onder zuurstofrijke omstandigheden wordt afgebroken. Daarbij ontstaat CO2 en warmte. . Bij het afbreken van de organische stof in zuurstofloze omstandigheden produceren de bacteriën continu biogasBiogas:
Het gas wat ontstaat bij afbraak van organische stof onder zuurstofarme omstandigheden. Meestal bestaat dit voor circa 60% uit methaan en 40% uit CO2. Daarnaast bevat biogas sporen van ammoniak (NH3) en waterstofsulfide (H2S)., waarvan iets meer dan de helft (60%) uit methaan bestaat. Methaan borrelt als gasbelletjes naar het oppervlak en vervluchtigt dan in de buitenlucht. De emissie vindt vooral plaats tijdens de periode dat de mest is opgeslagen.
De hoeveelheid methaan die gevormd wordt in de mest kan beschreven worden met de formule:
Methaan
productie
=
Hoeveelheid
mest
x
Methaan-
potentieel
x
Omzettings-
factoren
Hoeveel methaan in de praktijk ontstaat, hangt af van meerdere factoren:
Opgeslagen hoeveelheid mest
Waar het ontstaan van ammoniak vooral samenhangt met de omvang van het besmeurde oppervlak in de stal, hangt de vorming van methaan vooral samen met het totale mestvolume. Minder tonnen opgeslagen mest geeft minder methaanproductie.
Methaanpotentieel
MethaanpotentieelMethaanpotentieel:
De hoeveelheid methaan die gevormd kan worden in de mest. Dit is afhankelijk van de hoeveelheid verteerbare organische stof in de mest. Methaanvormende bacteriën breken namelijk alleen de verteerbare organische stof af in de mest, waarbij methaan gevormd wordt. staat voor de hoeveelheid methaan die gevormd kan worden uit een hoeveelheid mest. Hoe lager het aandeel anaeroob verteerbare organische stofVerteerbare organische stof:
De verteerbare organische stof kan afgebroken worden door methaanvormende bacteriën die van nature in de mest zitten. Dit zijn voornamelijk koolhydraten, eiwitten en vetten uit het voer dat het dier niet verteerd heeft en via de mest het dier weer verlaat. Bij dit proces ontstaat methaangas. in de mest, hoe lager het methaanpotentieel.
Omzettingsfactoren
Omzettingsfactoren zijn factoren die de groei en/of activiteit van methaanvormende bacteriën beïnvloeden.
pH-waardepH-waarde:
De zuurgraad van een vloeistof wordt uitgedrukt in een pH-waarde. De pH-waarde kan worden gemeten door middel van een oplopende schaal, die loopt van 0 (sterkste zuurgraad) tot en met 14 (hoogste basische waarde). De zuurgraad van water is rond de 7 (neutrale pH-waarde). De zuurgraad van mest is meestal aan de licht basische kant, met een pH-waarde van 7,5 tot 8. van de mest
Bij een lage pH is de methaanproductie lager of stopt helemaal.
Temperatuur van de mest
Bij een lagere temperatuur van de mest verlopen alle processen langzamer en daalt de methaanproductie.
Zuurstofgehalte in de mest
Door zuurstof in de mest te brengen, wordt methaanproductie verminderd vanwege de aerobeAeroob:
Met zuurstof. Sommige bacteriën overleven het best in een omgeving met zuurstof. Andere bacteriën (zoals methaanvormende bacteriën die van nature in de mest zitten) overleven slecht in een omgeving met zuurstof. omstandigheden.
Tijdsduur van mestopslag
Hoe korter de mest opgeslagen wordt, hoe minder methaan gevormd kan worden.
Samenstelling van stoffen
Sommige stoffen hebben een remmende werking op methaanvorming. Dit is nog in onderzoek.
Hoeveelheid methaanvormende bacteriën in de mestopslag
Hoe minder methaanvormende bacteriën er bij aanvang van de opslagperiode in de mestopslag zitten, hoe minder (snel) methaan gevormd wordt.
Door een verandering in één of meerdere factoren aan te brengen, wordt het leefklimaat waarin methaanvormende bacteriën zich ‘prettig voelen’ beïnvloed. En daarmee ook het proces van methaanvorming.
Methaanpotentieel