Uso de metais para melhorar a degradação da lignocelulose em um ambiente de redução de sulfato: disponibilidade de metais traço e controle da toxicidade por sulfeto

• Processo: 23/10377-6
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de dezembro de 2023
• Data de Término da vigência: 30 de novembro de 2024
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Sanitária - Saneamento Ambiental
• Pesquisador responsável: Marcelo Zaiat
• Beneficiário: Bárbara Franco Vieira
• Supervisor: Fernando González Fermoso
• Instituição Sede: Escola de Engenharia de São Carlos (EESC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Instituto de la Grasa (IG), Espanha
• Vinculado à bolsa: 21/09463-0 - Cotratamento de subprodutos lignocelulósicos e efluentes ricos em sulfato com geração de moléculas de valor agregado, BP.PD
• Assunto(s): Biorrefinarias Tratamento anaeróbio Metano Lignocelulose Lignina
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: biorefinery | Lignocellulose | methane production | Sulfate | Sulfide precipitation | Trace metal | Processos anaeróbios

Resumo

Resíduos ricos em lignocelulose são amplamente produzidos em todo o mundo. A lignina é o componente mais recalcitrante e dificilmente é degradada em um ambiente anaeróbico. Em um ambiente de redução de sulfato, a hidrólise da celulose gera peróxido de hidrogênio, essencial para a atuação das peroxidases, enzimas que promovem a oxidação da lignina. No entanto, o sulfeto produzido é tóxico para arqueias metanogênicas e até mesmo para algumas bactérias redutoras de sulfato. O uso de metais pode ser aplicado para precipitar o sulfeto na forma de sulfetos metálicos insolúveis, reduzindo sua toxicidade e melhorando a qualidade do biogás gerado. A drenagem de mina (DM) é um efluente rico em sulfatos e metais. O cotratamento de DM e biomassa lignocelulósica (BL) com produção de moléculas de valor agregado seria pertinente para a economia circular. Pesquisas sobre a degradação anaeróbia da lignina são escassas na literatura e o uso de sulfato neste processo é pouco conhecido. A viabilidade de controlar a toxicidade de sulfetos e a pureza do biogás, além da biodisponibilidade de metais traços neste tipo de sistema, deve ser mais investigada. Este projeto visa avaliar os efeitos de diferentes concentrações de metais comumente encontrados em DM em um ambiente de redução biológica de sulfato, aplicando planejamento fatorial fracionado em ensaios em batelada usando BL como doador de elétrons. Finalmente, será avaliada a viabilidade da aplicação do co-tratamento de DM e BL para produzir moléculas de valor agregado. (AU)