Avaliação de efluentes citrícolas na geração de biohidrogênio e co-produtos de valor agregado em reatores anaeróbios em batelada

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Silva, Daiana Camila da [UNESP]
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Estadual Paulista (Unesp)
• Palavras-chave em Português: Resíduos Industriais; Cultura mista (Microbiologia); Clostridium; Hidrogênio; Bioetanol
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/11449/237305

Os resíduos citrícolas são uma preocupação ambiental importante para as indústrias brasileiras, uma vez que o Brasil é o maior produtor e exportador de suco laranja para o mundo. Entre as possibilidades de valorização e reuso deste resíduo, o processo fermentativo é uma alternativa promissora na geração de energia renovável, como biogás, álcoois e ácidos graxos voláteis. Nesse sentido, o objetivo deste estudo foi utilizar o efluente bruto citrícola (EC) como substrato na geração de hidrogênio, ácidos graxos voláteis e álcoois a partir da obtenção de uma cultura mista autóctone de bactérias anaeróbias e compará-la com culturas puras de bactérias fermentativas e lodo granular metanogênico pré-tratado. A cultura mista foi submetida em ensaios com diferentes fontes de carbono, dos quais se destacaram crescimento microbiano e detecção de hidrogênio em glicose, sacarose e frutose. Posteriormente, a cultura mista e culturas puras fermentativas (inóculo 1-Clostridium acetobutylicum ATCC824 e inóculo 2-Clostridium beijerinckii ATCC10132) foram inoculadas em meios de cultivo específicos para Clostridium sp. (PYG, RCM, TYA, MITRA) em reatores anaeróbios em batelada, mantidos sob agitação e modo estático. Produções de etanol e ácidos graxos voláteis mais elevados foram verificadas nos reatores com os meios de cultivo RCM e PYG. A seguir foram realizados ensaios em reatores alimentados com glicose, com gerações de hidrogênio e butanol para as culturas puras (inóculos 1 e 2), além de gerações de etanol para a cultura mista de bactérias anaeróbias (inóculo 3). Em reatores alimentados com efluente citrícola, foram obtidos 21,2; 15,7 e; 37,6 mmol H2 L-1 com os inóculos 1; 2 e 3, respectivamente. Proporções crescentes foram adicionadas em reatores anaeróbios em batelada inoculados com culturas puras e cultura mista para produção de hidrogênio e co-produtos. Na condição 1(0% EC+100% meio RCM), com os inóculos 1 e 2 obtiveram-se gerações de butanol e com o inóculo 3 foi verificada produção elevada de etanol. Na condição 2 (20% EC+80% meio RCM), as produções de hidrogênio foram de 11,9; 9,4 e 12,5 mmol H2 L-1 para os inóculos 1, 2 e 3, respectivamente. Entretanto, na condição 3 (50%EC+50% meio RCM), a produção teve um declínio com valores de 4,1; 5,9 e 11,5 mmol H2 L-1 para os inóculos 1, 2 e 3, respectivamente. Na condição 4 (80%EC+20% meio RCM) foram verificadas gerações de 12,4; 15,0 e 13,1 mmol H2 L-1 para os inóculos 1, 2 e 3, respectivamente. Porém, na condição 5 (100% EC+0% meio RCM), ocorreu a baixa produção de hidrogênio com valores de até 4 mmol H2 L-1 no inóculo 3. Foi realizado teste com mistura das culturas puras (50% inóculo 1+50% inóculo 2), nos ensaios I (80% EC + inóculo 1 + inóculo 2) e ensaio II (100% EC + inóculo 1 + inóculo 2) e ensaio III (100% EC + lodo granular metanogênico pré-tratado). As produções de hidrogênio nos ensaios I, II e III foram 17,7; 16,5 e 7,6 mmol H2L-1, respectivamente, comprovando que a adição das culturas puras elevaram as produções de hidrogênio. A cultura mista apresentou abundâncias relativas de bactérias fermentativas distribuídas, principalmente, nos gêneros Clostridium, Bacillus e Lactobacillus com abundâncias relativas de 13,65%, 20,44% e 10,61%, respectivamente provavelmente envolvidas nas gerações de hidrogênio e etanol verificadas. A eficiência da digestão anaeróbia no tratamento de efluentes agroindustriais como da laranja foi comprovada no re-aproveitamento e na geração de biocombustíveis.