Metan bakterileri, oksijenin az olduğu pis sular, bataklıklar ve çöplüklerde yaşayan, Arkea grubuna ait mikroorganizmalardır. Bu bakteriler, metan gazı üretme yeteneğine sahip olup, anaerobik (oksijensiz) ortamlarda yaşamlarını sürdürürler. Metanojen bakteriler olarak da adlandırılan bu mikroorganizmalar, dünyada metan gazı üreten tek bakteri türü olarak bilinirler.

Metan gazı, ilk kez İtalyan fizikçi Alessandro Volta tarafından keşfedilmiş yanıcı bir gazdır. Yenilenebilir bir enerji kaynağı olan metan gazı, metan bakterilerinin yaşadığı ortamlarda organik maddelerin fermentasyonu sonucu üretilir. Bu süreçte asetojenik ve metan bakterileri birlikte çalışarak organik maddeleri parçalarlar. Metan bakterileri, anaerobik besin zincirlerinin sonunda yer alırlar ve yaygın olarak H2 ile CO2 veya format kullanarak karbon ve enerji kaynağı sağlarlar.

Metan gazı üretimi üç aşamada gerçekleşir:

Bu süreçte tavuk gübreleri ve bitkisel atıklar kullanılır. Metan bakterileri, son aşamada asetik asidi parçalayarak veya hidrojen ile karbondioksiti sentezleyerek biyogaza dönüştürürler. Metan üretimi, diğer süreçlere göre daha yavaş ilerler ve çevre koşullarından oldukça fazla etkilenir.

Metan bakterileri için ısı çok önemlidir. Çok yüksek veya çok düşük ısı, bakterilerin pasif hale gelmesine neden olur. Bu nedenle biyogaz üretiminin gerçekleşeceği reaktör sıcaklığı, biyogaz üretimini ve hızını etkiler. Metan bakterileri sıcaklık değişimlerinden de etkilenirler. Reaktörün içindeki sıcaklık doğru ayarlanmalıdır, bu bakteriler için en uygun pH değerleri nötr veya hafif alkali olanlardır. Fermantasyon işlemi devam ederken pH değeri genellikle 7-7.5 arasında değişir. pH değerinin 6.7’ye düşmesi durumunda bakteriler üzerinde toksik etki yapar ve asit oluşturucu bakterilerin sayısı artarak pH değerinin düşmesine ve metan oluşumunun durmasına neden olabilir. Bu gibi durumlarda reaktöre organik madde girişi durdurularak asit oranının düşmesi sağlanır. pH değerinin ayarlanabilmesi için kimyasal maddeler de kullanılabilir. Bu kimyasallardan biri, sönmüş kireç olarak bilinen kalsiyum hidroksittir.

Mikroorganizmaların gelişimini olumsuz etkileyen maddeler arasında mineral iyonları, ağır metaller ve deterjanlar bulunur. Bu maddelerden birinin ya da birkaçının biyoreaktörlere sızması, üretimin yavaşlamasına veya durmasına neden olabilir. Özellikle tavuk yetiştiriciliğinde yemlerde antibiyotik kullanımı, gaz üretimi için tavuk gübrelerinin kullanıldığı sistemlerde toksik etki yapar. Bu şekildeki yemlerle beslenen tavukların gübrelerinde bulunan antibiyotikler, metan bakterileri üzerinde olumsuz etki yapmaktadır.

Metan bakterileri, biyogaz üretiminde önemli bir rol oynayan mikroorganizmalardır. Ancak, çevresel koşullara ve kimyasal etkilere karşı oldukça hassastırlar. Doğru sıcaklık, pH ve kimyasal koşulların sağlanması, metan üretiminin verimli ve sürdürülebilir olmasını sağlar. Bu bakterilerin doğru yönetimi, yenilenebilir enerji kaynaklarının etkin kullanımına katkıda bulunur.