Modelling sugarcane vinasse processing in an acidogenic reactor to produce hydrogen with an ADM1-based model

Autor(es)

Couto, P. T. ^{[1, 2]} ; Eng, F. ^[1] ; Naessens, W. ^[2] ; Nopens, I ^[2] ; Zaiat, M. ^[1] ; Ribeiro, R. ^[3]

Afiliação do(s) autor(es)

^[1] Univ Sao Paulo, Sao Carlos Sch Engn, Biol Proc Lab, 1100 Joao Dagnone Ave, BR-13563120 Sao Carlos, SP - Brazil

^[2] Univ Ghent, Dept Data Anal & Math Modeling, BIOMATH, Ghent - Belgium

^[3] Univ Sao Paulo, Fac Anim Sci & Food Engn, Environm Biotechnol Lab, 225 Duque de Caxias Norte Ave, BR-13635900 Pirassununga, SP - Brazil

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: INTERNATIONAL JOURNAL OF HYDROGEN ENERGY; v. 45, n. 11, p. 6217-6230, FEB 28 2020.
• Citações Web of Science: 0

Resumo

Biohydrogen can be produced by dark fermentation of sugarcane vinasse, wastewater from the sugar-alcohol industry, in acidogenic anaerobic bioreactors. In this work, a model based on ADM1 was constructed to model anaerobic processing of sugarcane vinasse in an acidogenic batch reactor. Based on experimental data, hypotheses were put forward. Two new pathways were assumed: Acetate + Lactate -> Butyrate + Hydrogen and Glycerol -> Butyrate + Hydrogen. A sensitivity analysis was carried out to reduce the number of free parameters, after which the model was calibrated with the experimental data. The proposed model was able to adequately describe sugar and glycerol consumption, acetate and lactate production and consumption and hydrogen and butyrate production over the operational time at an initial concentration of vinasse of 30kgCODm(-3). Nevertheless more improvements can be carried out to make the model more realistic and to cover intermediate metabolic pathways under conditions of lower vinasse concentration, such as 15kgCODm(-3) and 20kgCODm(-3). (C) 2020 Hydrogen Energy Publications LLC. Published by Elsevier Ltd. All rights reserved. (AU)

• Processo FAPESP: 18/12748-3 - Analises molecular das populações envolvidas na produção de ácidos orgânicos voláteis e hidrogênio no tratamento de vinhaça de cana-de-açúcar por digestão anaeróbica
• Beneficiário: Felipe Eng Sánchez
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 16/21529-8 - Estudo da utilização do Modelo ADM1 como plataforma de modelagem para diferentes configurações de reatores usados no tratamento anaeróbio da Vinhaça
• Beneficiário: Pamela Talita do Couto
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Processo FAPESP: 17/25778-5 - Estudo do modelo ADM1 como plataforma de modelagem para diferentes configurações de reatores usados no tratamento anaeróbio da vinhaça de cana-de-açúcar com análise de sensibilidade e validação estatística do modelo
• Beneficiário: Pamela Talita do Couto
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado
• Processo FAPESP: 15/06246-7 - Aplicação do conceito de biorrefinaria a estações de tratamento biológico de águas residuárias: o controle da poluição ambiental aliado à recuperação de matéria e energia
• Beneficiário: Marcelo Zaiat
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático