Produção de hidrogênio e metano por meio da co-digestão de água residuária do processamento de mandioca e glicerol e em reator anaeróbio de leito fluidificado

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Devens, Kauanna Uyara
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: biogas production; cassava residue; efeito da TCO; fermentative processes; glicerina; glycerin; manipueira; microbial profile; OLR effect; perfil microbiológico; processos fermentativos; produção de biogás
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18138/tde-10092024-160824/

 A sinergia entre a água residuária resultante do processamento da mandioca e o glicerol apresenta uma promissora perspectiva para otimizar a geração de biogás através do processo de digestão anaeróbia. A manipueira, caracterizada por sua alta carga de matéria orgânica e nutrientes, enriquece a composição do glicerol, que por sua vez é um subproduto da produção de biodiesel, fornecendo assim uma fonte suplementar de carbono e nutrientes essenciais para o desenvolvimento do consórcio microbiano. Neste contexto, este estudo avaliou a codigestão de glicerol e água residuária do processo de beneficiamento de mandioca Para isso, foram utilizados quatro reatores anaeróbios de leito fluidificado (RALF), destes, um acidogênico (30 °C, 6 - 75 kg de DQO m-3 d-1), dois metanogênicos sequenciais (30 °C e 55 °C, 1,2 - 15 kg de DQO m-3 d-1) e um metanogênico mesofílico em fase única (30 °C, 1 - 20 kg de DQO m-3 d-1) com o objetivo de determinar condições ótimas para a produção de H2 e CH4, maximizando a recuperação de energia no sistema. O reator metanogênico de fase única (RMM) apresentou máximo rendimento de metano (MY) de 293 mL CH4.g-1DQOrem e produção volumétrica de metano (PVM) de 62 mL CH4.L-1.h-1. O reator acidogênico (RAM) apresentou o máximo rendimento de hidrogênio de 1,14 mmol H2.g-1DQOapli na TCO de 18 kg COD m-3 d-1 e decaindo nas condições seguintes, indicando que as vias de fermentação podem ter seguido para a via do etanol (EtOH), que produz EtOH e ácido acético, sendo essa via metabólica fortemente influenciada pelo aumento da TCO, levando coincidentemente a uma diminuição do HY. Resultado corroborado pela detecção de gêneros de bactérias relevantes na produção de biogás e formação de ácidos graxos voláteis. Os reatores sequenciais termofílico (RST) e mesofílico (RMS) apresentaram PVM e MY em todas as condições aplicadas, assim como remoções de matéria orgânica superiores a 55% (RST) e 85% (RSM), este último se sobressaindo ao RST em termos de estabilidade e produção de metano. Foram observados nos reatores metanogênicos (RST, RSM e RMM) abundancias relativas de arqueias acetoclásticas e hidrogenotróficas. De modo geral, o processo em dois estágios se sobressaiu ao em estágio único. No entanto, quando comparados os reatores sequenciais mesofílico e termofílico, o RSM apresentou um melhor performance e resultados mais satisfatórios que o RST com o aumento da TCO.