Digestão anaeróbia do glicerol oriundo da produção do biodiesel: alternativas para geração de energia e produtos de alto valor agregado.

• Ano de defesa: 2016
• Autor(a) principal: VIANA, M. B.
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: 1 3 propanediol; Ácido n caproico; Glicerina; Hidrogênio; Metano; Hydrogen; Methane
• Link de acesso: http://www.alice.cnptia.embrapa.br/alice/handle/doc/1101791

O presente estudo teve como objetivo avaliar o glicerol proveniente de biodiesel como substrato para síntese de hidrogênio (H2), metano (CH4) e ácidos carboxílicos através de digestão anaeróbia. Inicialmente, foram realizados testes de bancada alimentados em batelada com a finalidade de avaliar o efeito da relação substrato/micro-organismo (S0/X0) na produção de H2. Os valores de S0/X0 testados variaram entre 1 e 16 g de demanda química de oxigênio (DQO)/g de sólidos totais voláteis (STV). Na segunda etapa da pesquisa, a produção de H2 foi avaliada variando-se a fonte de inóculo (lodo floculento proveniente de estação de tratamento de esgoto sanitário ? ES, lodo granular proveniente de estação de tratamento de efluente de cervejaria ? EC, líquido ruminal de caprino ? LR e uma mistura uniforme destes inóculos ? MX) e o pré-tratamento aplicado (adição de clorofórmio, choque ácido e choque de calor). Para os experimentos em fluxo contínuo, foi usado um sistema de reatores anaeróbios do tipo UASB (upflow anaerobic sludge blanket) em série, alimentado com glicerol residual para avaliar a produção de H2 e CH4. Na última etapa da pesquisa, foram conduzidos testes em batelada para avaliar o glicerol como substrato para produzir ácidos caproico (C6) e caprílico (C8), variando-se a origem do inóculo, a concentração de etanol, com e sem bioaumentação com Clostridium acetobutylicum. Os resultados do teste de S0/X0 mostraram que o máximo rendimento de H2 (32 mL H2/gDQOadicionada ou 35 L H2/kg glicerol) foi alcançado quando aplicou-se S0/X0 de 10 gDQO/gSTV. Acima desse valor, o rendimento de H2 diminui, mas a taxa de produção específica se mantém constante (em média 167 mL H2/[gSTV.d]). Os testes de pré-tratamento do inóculo comprovaram que os inóculos ES, LR e MX, adicionados de clorofórmio, foram os mais eficientes em selecionar as bactérias produtoras de hidrogênio, com rendimentos variando entre 0,12 e 0,21 mol H2/mol glicerol. Os resultados em fluxo contínuo mostraram que o UASB produtor de H2 (RH) preenchido com meio suporte pôde ser operado estavelmente a 50 kgDQO/m3 .d e produzir 46 L biogás/d, sendo 51% composto por H2, o que se reflete em um rendimento de 0,135 mol H2/mol glicerol. Já o reator UASB produtor de CH4, alimentado com efluente diluído do RH, foi operado com COV máxima de 19 kgDQO/m3.d e foi capaz de produzir 92 L biogás/d, sendo 74% composto por CH4, acarretando uma produção específica de metano igual a 0,25 m3 CH4/kgDQO adicionada. Em termos energéticos, o H2 e o CH4 produzidos pelos reatores UASB são capazes de gerar 233 MJ/m3 reator. Por fim, os testes de produção de C6 e C8 permitiram concluir que as maiores concentrações (3,8 g C6/L e 1,7 g C8/L) foram encontradas quando lodo granular proveniente de estação de tratamento de efluente de cervejaria foi bioaumentado, com adição de etanol a 100 mM.