Digestão anaeróbia de bagaço de cana-de-açúcar em batelada para produção de biogás. - Zamboni, Isabella Grando (2021)
Os efeitos da relação substrato-inóculo, do teor de sólidos totais e da presença de uma solução tampão e de um meio nutricional foram estudados em reatores de digestão anaeróbia alimentados com bagaço de cana-de-açúcar. Na primeira batelada, bagaço de cana de açúcar e lodo de um reator anaeróbio de fluxo ascendente de alta eficiência (UASB) de uma estação de tratamento de esgoto foram alimentados nos reatores anaeróbios utilizando diferentes relações substrato-inóculo. A partir da segunda batelada, o inóculo utilizado foi proveniente do líquido dos reatores da batelada anterior, a fim de promover uma adaptação dos microrganismos. Os reatores utilizados possuíram 1 L ou 2 L e foram mantidos em banho de água a 38 °C durante as bateladas. Foram determinados os volumes de biogás e metano produzidos pelos reatores e os valores de pH deles, ao longo das bateladas. O pH dos reatores foi corrigido quando necessário para manter o meio próximo a neutralidade. A composição química do bagaço de cana alimentado nos reatores e dos sólidos retirados de alguns deles foram determinadas. O teor de sólidos totais dos reatores foi diretamente proporcional a relação substrato-inóculo utilizada por eles. Um teor de sólidos totais elevado (10 % (m/m)) junto a uma relação substrato-inóculo elevada (8,2 gSVB?gSVI -1 ) conduziu ao acúmulo de ácidos orgânicos e a falha dos reatores. Relações substrato-inóculo elevadas (4,0 gSVB?gSVI -1 e 8,2 gSVB?gSVI -1 ) conduziram a baixas produções específicas acumuladas de biogás e metano nas primeiras bateladas (produções específicas de biogás acumuladas iguais a 28,0 mLN?gSVB -1 e 14,2 ± 3,97 mLN?gSVB -1 , respectivamente). No entanto, em bateladas posteriores, relações substrato-inóculo maiores (7,4 a 15,9 gSVB?gSVI -1 ) levaram a produções específicas acumuladas de biogás e metano maiores (produções específicas acumuladas de biogás de 111,2 ± 3,9 mLN?gSVB -1 a 198,1 ± 4,1 mLN?gSVB -1 ). Esse resultado sustentou a teoria de adaptação da microbiota dos reatores ao longo das bateladas. A produções específicas acumuladas médias de biogás e metano foram maiores em reatores com solução tampão em relação a reatores sem solução tampão (5,4 % e 43,8 %, respectivamente). As produções específicas acumuladas médias de biogás e metano foram menores em reatores com meio nutricional em relação a reatores sem meio nutricional (43,9 % e 42,7 %, respectivamente). Houve uma degradação preferencial a hemicelulose do bagaço de cana em relação a celulose e a lignina total.