Utilização da vinhaça para produção de hidrogênio e metano em reatores termofílicos de duas fases: reator acidogênico seguido de reator metanogênico

• Processo: 12/17002-3
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa BIOEN - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de dezembro de 2012
• Data de Término da vigência: 31 de maio de 2015
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia Sanitária - Tratamentos de Águas de Abastecimento e Residuárias
• Pesquisador responsável: Flávia Talarico Saia
• Beneficiário: Flávia Talarico Saia
• Instituição Sede: Instituto de Saúde e Sociedade (ISS). Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP). Campus Baixada Santista. Santos , SP, Brasil
• Assunto(s): Digestão anaeróbia Vinhaça Biologia molecular Reatores biológicos Hidrogênio Metano Eletroforese em gel de gradiente desnaturante Reação em cadeia por polimerase (PCR) Bioenergia
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: biologia molecular - PCR | biorreatores anaeróbios termofílicos | DGGE e clonagem | Digestão Anaeróbia | hidrogênio e metano | isolamento e cultivo de micro-organismos anaeróbios | vinhaça | Processos anaeróbios e microbiologia

Resumo

Sob a perspectiva de controle ambiental e sustentabilidade, intensificam-se novas propostas de soluções biotecnológicas para o tratamento de resíduos visando a produção de bioenergia. Neste cenário a tecnologia anaeróbia merece destaque, uma vez que além de propiciar a diminuição da carga poluidora de um resíduo, há a geração de bioenergia, como por exemplo, hidrogênio e metano. A vinhaça, resíduo do processo de produção de açúcar e álcool, a partir da cana de açúcar, apresenta elevado potencial para o tratamento anaeróbio. No entanto as pesquisas são recentes, principalmente as referentes aos sistemas de duas fases, acidogênico seguido de metanogênico, sob condições termofílicas. Lacunas referentes ao processo, como por exemplo, configuração, operação e estabilidade de reatores e o limitado conhecimento da microbiota envolvida no processo precisam ser sanadas de modo a avaliar o potencial de aplicação desta tecnologia para o tratamento da vinhaça e produção de bioenergia. No presente trabalho, sistema de duas fases, o acidogênico constituído de reator de leito fixo e fluxo ascendente, seguido de reator UASB metanogênico será operado com vinhaça sob condições termofílicas de modo a favorecer a produção de hidrogênio e metano, respectivamente. Primeiramente o reator acidogênico será operado sob diferentes temperaturas (55-600C, 650C, 700C), de modo a selecionar a melhor temperatura para produção de hidrogênio. O sistema de duas fases acidogênico-metanogênico, será então operado na melhor temperatura dentre as estudadas e avaliado quanto à remoção de matéria orgânica e produção de hidrogênio e metano. A microbiota será avaliada por técnicas de cultivo e isolamento aplicadas a anaeróbios bem como as da biologia molecular. Os resultados obtidos contribuirão para os processos biotecnológicos de produção de bioenergia utilizando a vinhaça. A operação em diferentes temperaturas no reator acidogênico e o sistema de duas fases acidogênico-metanogênico irão contribuir para verificar a viabilidade da aplicação do processo termofílico na remoção de matéria orgânica e geração de biogás a partir da vinhaça, visando o repasse às Usinas. O conhecimento dos micro-organismos produtores de hidrogênio e metano permitirá o entendimento do processo e, portanto, norteará a aplicação adequada da tecnologia. (AU)