Investigação da produção de hidrogênio por fotofermentação empregando cultura pura e co-cultura

• Ano de defesa: 2016
• Autor(a) principal: Machado, Rafaela Gonçalves
• Orientador(a): Cardoso, Vicelma Luiz
• Banca de defesa: Falleiros, Larissa Nayhara Soares Santana , Coutinho Filho, Ubirajara , Vieira, Rafael Bruno
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Uberlândia
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-graduação em Engenharia Química
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Engenharia química; Hidrogênio; Fermentação; Fotofermentação; Rhodopseudomonas palustris; Rhodobacter capsulatus; Hydrogen; Photo-fermentation
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
• Link de acesso: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/18986; http://doi.org/10.14393/ufu.di.2016.345

A utilização do hidrogênio como recurso energético em substituição aos combustíveis fósseis é uma opção bastante promissora. O emprego de um sistema híbrido para a produção desse gás combinando a fermentação escura seguida da fotofermentação possui um grande potencial, pois permite a conversão total do substrato. Neste trabalho, estudou-se a produção do hidrogênio em processo batelada e batelada alimentada empregando o efluente proveniente da fermentação escura e os sistemas de cultura pura e co-cultura formado pelas bactérias púrpuras não sulfurosas Rhodopseudomonas palustris e Rhodobacter capsulatus. Primeiramente, os experimentos foram realizados em reatores de 50 mL nos quais foi testada a influência do meio sintético RCV e do efluente da fermentação escura na produção de hidrogênio enriquecendo o meio com lactose, glicose e melaço de soja como fontes de açúcares. Os resultados obtidos nestes ensaios mostraram que o efluente, contendo ácidos orgânicos, produz melhores resultados quando comparado ao meio sintético. Tal fato mostrou que há uma sinergia entre os metabólitos formados na fermentação escura e a fonte de açúcar. O teste suplementado com o melaço de soja no efluente apresentou maiores resultados na produção de hidrogênio, obtendo uma produtividade de 8,34 mmol de H2/L·dia. Posteriormente, foram realizados ensaios em batelada alimentada em escala ampliada (1,5 L) para acompanhar a produção do biogás ao longo do tempo. Foi estudada a influência dos açúcares glicose e a lactose suplementados no efluente da fermentação escura, sendo usado o inóculo na forma de cultura pura (R. palustris) e co-cultura (R. palustris e R. capsulatus). Os resultados permitiram observar que o sistema empregando a co-cultura e meio enriquecido com glicose manteve a cultura ativa por mais tempo o que levou a formação de hidrogênio até 679 h de processo. Nesse ensaio a quantidade de hidrogênio acumulado foi de 0,51 mols e a produtividade de 287,39 mmol de H2/L·dia. Este estudo mostrou que a fotofermentação empregando co-cultura de R. palustris e R capsulatus, a partir do efluente de fermentação escura enriquecido com açúcares, é uma rota biológica viável para a produção de hidrogênio.