Sistema seqüencial fermentativo/fotossintético para produção de hidrogênio a partir de vinhaça de cana-de-açúcar

• Processo: 12/03979-5
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de julho de 2012
• Data de Término da vigência: 30 de junho de 2014
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Sanitária - Tratamentos de Águas de Abastecimento e Residuárias
• Pesquisador responsável: Edson Luiz Silva
• Beneficiário: Carolina Zampol Lazaro
• Instituição Sede: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 09/15984-0 - Produção de bioenergia no tratamento de águas residuárias e adequação ambiental dos efluentes e resíduos gerados, AP.TEM
• Assunto(s): Ácidos orgânicos Águas residuárias Demanda química de oxigênio
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: ácidos orgânicos | água residuária | bactérias acidogênicas | bactérias fototróficas | dqo | Controle da poluição ambiental

Resumo

A busca por alternativas renováveis de energia tem justificado os estudos sobre produção biológica de hidrogênio. Apesar de o processo ser considerado promissor, barreiras devem ser ultrapassadas para que a produção seja economicamente viável, entre elas o emprego de resíduos como substrato e aumento no rendimento do processo. O uso de vinhaça de cana-de-açúcar, um efluente produzido em grandes volumes no nosso país, constitui-se uma oportunidade de aliar o tratamento de água residuária a produção de energia renovável. O aumento no rendimento pode ser alcançado por meio da produção de H2 em dois estágios; ou seja, produção de H2 e ácidos orgânicos no reator fermentativo e utilização desses ácidos no reator fotossintético para geração de mais energia e redução do conteúdo orgânico do efluente final. O reator anaeróbio de leito fluidificado (RALF) com biomassa imobilizada em pneu triturado é uma configuração de reator interessante para ser utilizado no processo fermentativo, por possibilitar a retenção de biomassa no sistema, aumentando a relação entre tempo de retenção celular e tempo de detenção hidráulica. Reatore de mistura fotossintético (RMF), que possibilite o crescimento suspenso e homogêneo de microrganismos que utilizam a energia luminosa para produção de H2, é configuração de reator viável para o processo fotossintético. O presente plano de pesquisa tem como principal objetivo avaliar o desempenho de sistema fermentativo/fotossintético para a produção de hidrogênio a partir de vinhaça de cana-de-açúcar. Para isso é proposta a operação de sistema sequencial RALF/RMF. No RALF ocorrerá o processo fermentativo de produção de H2 e ácidos orgânicos a partir de vinhaça de cana-de-açúcar. O efluente desse reator constituirá a alimentação do RMF para produção de mais H2 a partir dos ácidos orgânicos. No final do período de operação do sistema proposto serão realizadas análises moleculares de clonagem e seqüenciamento, com a finalidade de avaliar a diversidade microbiana presente nos reatores biológicos.

Publicações científicas

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

LAZARO, CAROLINA ZAMPOL; AMANCIO VARESCHE, MARIA BERNADETE; SILVA, EDSON LUIZ. Effect of inoculum concentration, pH, light intensity and lighting regime on hydrogen production by phototrophic microbial consortium. RENEWABLE ENERGY, v. 75, p. 1-7, MAR 2015. (09/15984-0, 12/03979-5)

LAZARO, CAROLINA ZAMPOL; VARESCHE, MARIA BERNADETE A.; SILVA, EDSON LUIZ. Sequential fermentative and phototrophic system for hydrogen production: An approach for Brazilian alcohol distillery wastewater. INTERNATIONAL JOURNAL OF HYDROGEN ENERGY, v. 40, n. 31, p. 9642-9655, AUG 17 2015. (09/15984-0, 12/21715-5, 12/03979-5)

LAZARO, CAROLINA ZAMPOL; BOSIO, MORGANA; FERREIRA, JANAINA DOS SANTOS; AMANCIO VARESCHE, MARIA BERNADETE; SILVA, EDSON LUIZ. The Biological Hydrogen Production Potential of Agroindustrial Residues. WASTE AND BIOMASS VALORIZATION, v. 6, n. 3, p. 273-280, JUN 2015. (12/03979-5)