Influência da concentração de substrato e da temperatura na produção de hidrogênio a partir de vinhaça de cana-de-açúcar

Autor(es)

Carolina Zampol Lazaro

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: São Carlos.
• Instituição: Universidade de São Paulo (USP). Escola de Engenharia de São Carlos (EESC/SBD)
• Data de defesa: 2012-06-29

Membros da banca

Maria Bernadete Amancio Varesche Silva; Regina Vasconcellos Antonio; Viridiana Santana Ferreira Leitão; Silvana de Queiroz Silva; Marcelo Zaiat

• Orientador: Maria Bernadete Amancio Varesche Silva

Resumo

O presente estudo teve como principal objetivo avaliar a produção de hidrogênio a partir de diferentes concentrações de vinhaça de cana-de-açúcar a 370°C e 55°C. Além disso, os consórcios microbianos mesófilo e termófilo utilizados nos ensaios em reatores em batelada foram caracterizados por meio da técnica de clonagem e sequenciamento do gene RNAr 16S visando conhecer a diversidade de bactérias. Os ensaios de produção de hidrogênio foram realizados após o enriquecimento dos consócios microbianos a partir de lodo de reator UASB em condição mesófila e termófila utilizando vinhaça como fonte de carbono. Todos os ensaios foram realizados em triplicata de reatores em batelada com aproximadamente 2, 5, 7 e 12 g DQO/L de vinhaça, sendo monitorada a produção de hidrogênio, ácidos orgânicos e solventes, além de carboidratos totais solúveis. O potencial de produção de hidrogênio foi maior para concentrações crescentes de vinhaça; ou seja, de 4,3 para 28,4 mmol \'H IND.2\' nos ensaios a 37°C. Para os ensaios termófilos esses valores foram bastante similares entre si, variando de 5 a 6,7 mmol \'H IND.2\'. Em relação ao rendimento de produção de \'H IND.2\', observou-se que não ocorreu variação com aumento da concentração de substrato para os ensaios mesófilos (10 mmol \'H IND.2\'/g carboidratos totais), todavia, para os ensaios termófilos o rendimento diminuiu com o aumento da concentração de vinhaça, ou seja, de 21,7 (2 g DQO/L) para 3,2 mmol \'H IND.2\'/g carboidratos totais (12 g DQO/L). Nos ensaios mesófilos, obteve-se degradação acima de 79% do substrato orgânico, enquanto para os ensaios termófilos esse valor variou de 36 a 6 %. Os metabólitos gerados foram ácido acético e butírico nos ensaios mesófilos e, somente ácido butírico nos ensaios termófilos. Clones provenientes do consórcio mesófilo foram similares a microrganismos das famílias Clostridiaceae (75%) e Ruminococcaceae (22%). Em contrapartida, no consórcio termófilo, 96% dos clones foram filogeneticamente relacionados a Thermoanaerobacterium. As cepas microbianas isoladas (CA e C1) apresentaram rendimento de produção de hidrogênio de 10 e 1,1 mmol \'H IND.2\'/g glicose, respectivamente. CA e C1 foram similares (100%) a Clostridium acetobutylicum e Clostridium carboxidivorans. (AU)

• Processo FAPESP: 09/00135-8 - Avaliação da produção de hidrogênio e caracterização microbiana de reatores anaeróbios de batelada alimentados com vinhaça
• Beneficiário: Carolina Zampol Lazaro
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado