Efeito de temperaturas termofílica e hipertermofílica na produção de hidrogênio e 1,3-propanodiol a partir de vinhaça de cana-de-açúcar e glicerol bruto como cossubstratos em reatores anaeróbios de leito fluidificado

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Silva, Andrêza Borba da
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Anaerobic digestion; Biocombustível; Biofuel; Biohidrogênio; Biohydrogen; Digestão anaeróbia; Metabólitos solúveis; Soluble metabolites
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18138/tde-04102021-165214/

A produção de H2 e intermediários químicos por processos fermentativos é uma linha de pesquisa atual e pode representar uma alternativa para o setor sucroenergético e para a indústria de biodiesel, possibilitando melhorias na eficiência produtiva e energética dos processos. Nesse sentido, o objetivo principal deste trabalho foi investigar a produção de H2 e 1,3-Propanodiol (1,3-PDO) pela estratégia de codigestão de vinhaça de cana-de-açúcar e glicerol, em reatores anaeróbios de leito fluidificado (RALF), sob condições termofílicas e hipertermofílicas (55, 60 e 65°C). Neste estudo, foram utilizados três reatores, com concentração afluente fixa (10 g DQO.L-1), contudo com proporções previamente estabelecidas para cada reator (RALF 1: 75% DQO vinhaça + 25% DQO glicerol; RALF 2: 50% DQO vinhaça + 50% DQO glicerol; RALF 3: 25% DQO vinhaça + 75% DQO glicerol). As fases de operação dos reatores foram estabelecidas em função do aumento da temperatura na faixa termofílica e hipertermofílica (55, 60 e 65°C). Os maiores valores de produção volumétrica de H2 (PVH) registrados no presente trabalho foram obtidos no RALF 1 (75% DQO vinhaça + 25% DQO glicerol), com PVH máxima de 2,92 ± 0,45 L.h-1 L-1 e rendimento de H2 (HY) de 0,74 mmol H2 g DQOadicionada-1. Os valores máximos relacionados a PVH foram obtidos nas temperaturas de 55°C para os RALFs 1 e 2. No RALF 3 a PVH máxima e o HY foram registrados na temperatura de 60°C. É pertinente sugerir que durante a 3ª fase (65°C) dos RALFs 1, 2 e 3 ocorreu síntese de células, visto que em maiores temperaturas o crescimento celular líquido é menor e a produção celular necessita compensar essa perda. O mesmo foi observado na 2ª fase (60°C) do RALF 2. A elevada temperatura pode ter causado alterações no metabolismo dos microrganismos, implicando prejuízo a PVH. Quanto à produção de 1,3 propanodiol (PV 1,3-PDO), os maiores valores foram observados no RALF 2 (50% DQO vinhaça + 50% DQO glicerol), com PV 1,3-PDO de 0,41 ± 0,11 g.L-1 h-1 e rendimento de 1,3-PDO (1,3-PDOY) de 0,89 ± 0,26 mol 1,3 PDO.mol-1 glicerol consumido. Notou-se que a temperatura de 65°C não implicou prejuízo na produção de 1,3-PDO, no RALF 2, visto que os valores de PV 1,3-PDO e 1,3-PDOY mantiveram-se estáveis. Contudo, foi observado decréscimo nos valores de PV 1,3-PDO e 1,3-PDOY nos RALFs 1 e 3, durante a 3ª fase experimental (65°C), indicando que, assim como na produção de H2, o aumento da temperatura exerceu influência negativa na produção de 1,3-PDO.