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Produção de biohidrogênio e biometano em AnSBBR a partir da co-digestão de glicerina e soro de leite

Processo: 14/07692-8
Modalidade de apoio:Bolsas no Brasil - Doutorado
Vigência (Início): 01 de agosto de 2014
Vigência (Término): 05 de fevereiro de 2018
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Sanitária - Tratamentos de Águas de Abastecimento e Residuárias
Acordo de Cooperação: Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
Pesquisador responsável:José Alberto Domingues Rodrigues
Beneficiário:Giovanna Lovato
Instituição Sede: Escola de Engenharia Mauá (EEM). Instituto Mauá de Tecnologia. São Caetano do Sul , 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
Bolsa(s) vinculada(s):16/12773-2 - Codigestão anaeróbia de águas residuárias de soro de queijo com esterco: efeito de pH baixo, BE.EP.DR
Assunto(s):Soro do leite   Carga orgânica   Glicerol   Tratamento de águas residuárias   Reatores anaeróbios em bateladas sequenciais   Bio-hidrogênio
Palavra(s)-Chave do Pesquisador:AnSBBR | Biohidrogênio | carga orgânica | Co-digestão | glicerina | Soro de leite | Tratamento de Águas Residuárias

Resumo

A linha de pesquisa relacionada ao estudo de reatores anaeróbios operados em batelada sequencial, com o objetivo da melhoria do desempenho e a viabilização de sua aplicação, tem sido abordada pelos grupos de pesquisa da Escola de Engenharia de São Carlos da Universidade de São Paulo (EESC/USP) e da Escola de Engenharia Mauá do Instituto Mauá de Tecnologia (EEM/IMT) desde 1998, com convênio de pesquisa firmado e com o apoio da FAPESP. No momento os projetos de pesquisa estão direcionados à produção de bioenergia, tanto hidrogênio quanto metano, além da adequação ambiental do efluente tratado. Tais projetos estão ligados ao Projeto Temático intitulado "Produção de Bioenergia no Tratamento de Águas Residuárias e Adequação Ambiental dos Efluentes e Resíduos Gerados" (Processo FAPESP nº 09/15.984-0). A presente pesquisa tem como proposta avaliar o reator anaeróbio, operado de forma descontínua e/ou descontínua alimentada, contendo biomassa imobilizada em suporte inerte e com recirculação da fase líquida aplicado à produção de biohidrogênio a partir da co-digestão de glicerina (efluente da produção de biodiesel) e soro de leite (efluente da produção de laticínios). A estabilidade, desempenho e fator de conversão (entre biogás produzido e matéria orgânica consumida) serão analisados em função da porcentagem de cada substrato alimentado ao sistema, da variação da carga orgânica (imposta modificando-se a concentração afluente e o tempo de ciclo do reator), do tempo de enchimento e da temperatura (15, 30 e 45ºC). Os ensaios serão realizados nas diferentes proporções dos substratos utilizando-se com cargas orgânicas volumétricas (10,3; 17,1 e 24,0 gDQO/L.d), as quais serão modificadas em função: (I) da concentração afluente (3000, 5000 e 7000 mgDQO/L) e (II) do tempo de ciclo (4, 3 e 2 h, ou seja, 6, 8 e 12 ciclos diários). Será utilizado polietileno de baixa densidade como suporte inerte para imobilização da biomassa e lodo de abatedouro de aves com pré-tratamento térmico como inóculo. Também serão realizados ensaios para a produção de biometano a partir da co-digestão proposta neste projeto (com COVA de 6,4 gDQO/L.d). (AU)

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Publicações científicas (15)
(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)
LOVATO, GIOVANNA; ALVARADO-MORALES, MERLIN; KOVALOVSZKI, ADAM; PEPRAH, MARIA; KOUGIAS, PANAGIOTIS G.; DOMINGUES RODRIGUES, JOSE ALBERTO; ANGELIDAKI, IRINI. In-situ biogas upgrading process: Modeling and simulations aspects. Bioresource Technology, v. 245, n. A, p. 332-341, . (16/12773-2, 14/07692-8, 15/06246-7)
LOVATO, G.; LAZARO, C. Z.; ZAIAT, M.; RATUSZNEI, S. M.; RODRIGUES, J. A. D.. Biohydrogen production by co-digesting whey and glycerin in an AnSBBR: Performance optimization, metabolic pathway kinetic modeling and phylogenetic characterization. Biochemical Engineering Journal, v. 128, p. 93-105, . (14/07692-8)
LOVATO, G.; ALBANEZ, R.; STRACIERI, L.; ZAIAT, M.; RATUSZNEI, S. M.; RODRIGUES, J. A. D.. Design study of an AnSBBR for hydrogen production by co-digestion of whey with glycerin: Interaction effects of organic load, cycle time and feed strategy. INTERNATIONAL JOURNAL OF HYDROGEN ENERGY, v. 42, n. 15, p. 9567-9576, . (16/03109-1, 14/07692-8)
LOVATO, G.; RATUSZNEI, S. M.; RODRIGUES, J. A. D.; ZAIAT, M.. Co-digestion of Whey with Glycerin in an AnSBBR for Biomethane Production. Applied Biochemistry and Biotechnology, v. 178, n. 1, p. 126-143, . (14/07692-8)
TEIXEIRA PENTEADO, ALBERTO; LOVATO, GIOVANNA; PEREZ ORTIZ, ABIGAIL; ESCHE, ERIK; DOMINGUES RODRIGUES, JOSE ALBERTO; GODINI, HAMID REZA; ORJUELA, ALVARO; GUSCA, JULIJA; REPKE, JENS-UWE. Economic Potential of Bio-Ethylene Production via Oxidative Coupling of Methane in Biogas from Anaerobic Digestion of Industrial Effluents. PROCESSES, v. 9, n. 9, . (14/07692-8, 18/17715-6)
LOVATO, G.; BRAVO, I. S. MONCAYO; RATUSZNEI, S. M.; RODRIGUES, J. A. D.; ZAIAT, M.. The effect of organic load and feed strategy on biohydrogen production in an AnSBBR treating glycerin-based wastewater. Journal of Environmental Management, v. 154, p. 128-137, . (14/07692-8)
ALBANEZ, R.; LOUATO, G.; ZAIAT, M.; RATUSZNEI, S. M.; RODRIGUES, J. A. D.. Optimization, metabolic pathways modeling and scale-up estimative of an AnSBBR applied to biohydrogen production by co-digestion of vinasse and molasses. INTERNATIONAL JOURNAL OF HYDROGEN ENERGY, v. 41, n. 45, p. 20473-20484, . (14/07692-8)
LOVATO, GIOVANNA; ALVARADO-MORALES, MERLIN; KOVALOVSZKI, ADAM; PEPRAH, MARIA; KOUGIAS, PANAGIOTIS G.; DOMINGUES RODRIGUES, JOSE ALBERTO; ANGELIDAKI, IRINI. In-situ biogas upgrading process: Modeling and simulations aspects. Bioresource Technology, v. 245, p. 10-pg., . (14/07692-8, 16/12773-2, 15/06246-7)
VOLPINI, V.; LOVATO, G.; ALBANEZ, R.; RATUSZNEI, S. M.; RODRIGUES, J. A. D.. Biomethane generation in an AnSBBR treating effluent from the biohydrogen production from vinasse: Optimization, metabolic pathways modeling and scale-up estimation. RENEWABLE ENERGY, v. 116, p. 11-pg., . (14/07692-8, 14/20958-7)
ROBERTA ALBANEZ; GIOVANNA LOVATO; SUZANA MARIA RATUSZNEI; MARCELO ZAIAT; JOSÉ ALBERTO D. RODRIGUES. Feasibility of biohydrogen production by co-digestion of vinasse (sugarcane stillage) and molasses in an AnSBBR. Brazilian Journal of Chemical Engineering, v. 35, n. 1, p. 27-41, . (14/07692-8, 09/15984-0)
VOLPINI, V.; LOVATO, G.; ALBANEZ, R.; RATUSZNEI, S. M.; RODRIGUES, J. A. D.. Biomethane generation in an AnSBBR treating effluent from the biohydrogen production from vinasse: Optimization, metabolic pathways modeling and scale-up estimation. RENEWABLE ENERGY, v. 116, n. A, p. 288-298, . (14/07692-8, 14/20958-7)
ALBANEZ, ROBERTA; LOVATO, GIOVANNA; RATUSZNEI, SUZANA MARIA; ZAIAT, MARCELO; RODRIGUES, JOSE ALBERTO D.. FEASIBILITY OF BIOHYDROGEN PRODUCTION BY CO-DIGESTION OF VINASSE (SUGARCANE STILLAGE) AND MOLASSES IN AN ANSBBR. Brazilian Journal of Chemical Engineering, v. 35, n. 1, p. 27-41, . (09/15984-0, 14/07692-8)
LOVATO, GIOVANNA; ALBANEZ, ROBERTA; STRACIERI, LUCAS; RUGGERO, LETICIA SCUDELER; RATUSZNEI, SUZANA MARIA; DOMINGUES RODRIGUES, JOSE ALBERTO. Hydrogen production by co-digesting cheese whey and glycerin in an AnSBBR: Temperature effect. Biochemical Engineering Journal, v. 138, p. 81-90, . (15/06246-7, 16/03109-1, 14/07692-8)
LOVATO, GIOVANNA; ALBANEZ, ROBERTA; TRIVELONI, MARIANNE; RATUSZNEI, SUZANA M.; RODRIGUES, JOSE A. D.. Methane Production by Co-Digesting Vinasse and Whey in an AnSBBR: Effect of Mixture Ratio and Feed Strategy. Applied Biochemistry and Biotechnology, v. 187, n. 1, p. 28-46, . (15/08403-2, 15/06246-7, 14/07692-8)
ALBANEZ, ROBERTA; LOVATO, GIOVANNA; RATUSZNEI, SUZANA MARIA; ZAIAT, MARCELO; RODRIGUES, JOSE ALBERTO D.. FEASIBILITY OF BIOHYDROGEN PRODUCTION BY CO-DIGESTION OF VINASSE (SUGARCANE STILLAGE) AND MOLASSES IN AN ANSBBR. Brazilian Journal of Chemical Engineering, v. 35, n. 1, p. 15-pg., . (09/15984-0, 14/07692-8)
Publicações acadêmicas
(Referências obtidas automaticamente das Instituições de Ensino e Pesquisa do Estado de São Paulo)
LOVATO, Giovanna. Produção de biohidrogênio e biometano em AnSBBR a partir da codigestão de glicerina e soro de leite. 2018. Tese de Doutorado - Universidade de São Paulo (USP). Escola de Engenharia de São Carlos (EESC/SBD) São Carlos.

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