Aplicação de resíduo do processamento industrial da goiaba em reatores anaeróbios para produção de bioprodutos de valor agregado

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Carvalho Júnior, Romário Pereira de
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Estadual Paulista (Unesp)
• Palavras-chave em Português: Biorreatores; Hidrogênio; Metano; Ácidos graxos; Resíduos orgânicos - Reaproveitamento
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/11449/217347

A fruticultura tem grande importância para a economia brasileira, tendo em vista o consumo, industrialização e exportação. A goiaba contribui com a produção nacional anual total de 44 milhões de toneladas de frutas. Entretanto, a quantidade de resíduos gerados no seu processamento industrial é elevada. Os resíduos agroindustriais são altamente poluidores e devem ser tratados para redução de matéria orgânica previamente à sua disposição final. A digestão anaeróbia pode ocorrer em dois estágios, permitindo a produção de biohidrogênio, AGVs, álcoois e biometano a partir de tais resíduos. O presente trabalho avaliou o potencial do resíduo do processamento da goiaba em reatores anaeróbios operados em batelada, em codigestão com esgoto sanitário, visando determinar condições ótimas para produção de bioprodutos e identificar os microrganismos envolvidos no processo. Quatro ensaios foram realizados num sistema anaeróbio em dois estágios, com diferentes relações S/I (substrato/inóculo) (0,67, 1,0, 2,0 e 3,0 g DQO g-1 SV), em triplicata de reatores em batelada (1 L), headspace (0,3 L, N2 99,99%), a 37ºC e a 120 rpm. Primeiro estágio: resíduo, esgoto sanitário, inóculo pré-tratado e pH inicial de 5,5; segundo estágio: efluente do primeiro estágio, lodo granular anaeróbio de reator UASB e pH inicial de 7,0. Além disso, foi realizada a digestão anaeróbia em único estágio (relação S/I de 1,0). No sistema em dois estágios, o melhor rendimento de H2 foi obtido na relação S/I de 0,67 (5,26 mL H2 g-1 SV) e de CH4 nas relações S/I de 0,67 e de 1,0 (266,27 e 256,88 mL CH4 g-1 SV, respectivamente). Na relação S/I de 0,67, o ácido acético foi o principal metabólito gerado (0,96 g DQO L-1). Ao se aumentar a relação S/I, a rota metabólica predominante foi a do propionato e houve acúmulo de ácido valérico. Paraclostridium e Clostridium foram os gêneros dominantes no estágio acidogênico, enquanto gêneros de arqueias acetoclásticas e hidrogenotróficas foram identificados no estágio metanogênico. O sistema em dois estágios proporcionou produção acumulada de metano 21% maior do que em único estágio. Estudo de superfície de resposta foi desenvolvido para otimização da fermentação escura, para maximizar os rendimentos de H2 e de metabólitos, além da remoção de carboidratos. Para isso, 15 condições foram testadas em duplicata de reatores anaeróbios (100 mL) com resíduo da goiaba, esgoto sanitário e lodo granular pré-tratado, variando relação S/I, temperatura e pH inicial. Os três fatores analisados influenciaram a fermentação escura do resíduo. A melhor recuperação energética foi verificada para relação S/I de 0,3, em pH inicial de 6,79 e a 49,8ºC, com 78% na remoção de carboidratos, gerações de metabólitos de 715,21 mg DQO g-1 SV e rendimentos de 0,21 mmol H2 mmol-1 Carb. Ácidos acético e butírico foram os principais metabólitos gerados. Novas possibilidades foram abertas para a valorização do resíduo da goiaba, objetivando sua destinação sustentável.