Made available in DSpace on 2016-06-02T19:56:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 6181.pdf: 2281247 bytes, checksum: ab77d4d6451a6d9054abc19310067ed2 (MD5) Previous issue date: 2014-03-25 / Financiadora de Estudos e Projetos / This study aimed to evaluate the influence of the hydraulic retention time (HRT) on hydrogen production using crude glycerol as a substrate in an anaerobic fluidized bed reactor (AFBR ) . The reactor had a volume of 1979 cm3, which was varied HDT in eight stages: Stage I, II, III, IV, V, VI , VII, VIII with HDT of 14, 12 , 10,8 , 6, 4 , 2 and 1 hour. The temperature was controlled at 55 °C, fixing the substrate concentration in the amount of 5 gL -1 . The inoculum used was granular sludge from the thermophilic anaerobic reactor and upflow sludge blanket ( UASB ) for the treatment of vinasse, located at Usina São Martinho , Pradópolis - SP . The results showed that the yield of hydrogen (HY) remained constant between the HDT of 2h to 14h (1.2 H2.mol glycerol and 1.4 mol -1) HRT of 1h and the yield was higher ( 3 moles H2 . glycerol mol -1). The volumetric H2 production was increased with decreasing HRT , with its maximum value of 1508.7 mL.h - 1.L - 1 in lower applied TDH (1h) . The biogas produced was composed of CO2 and H2. The composition varied with the decrease in HRT from 14 to 2h (Step IVII ) in the first seven stages (14 to 2 h ), reaching a mean rate between 50 and 60%. In the last phase, which HRT was 1h , the percentage of H2 biogas reached the maximum value of 70 % . The major metabolites obtained during the first seven stages of operation of the reactor were: Acetic acid (4.5 to 18%), butyric acid (4.3 to 21% ), ethanol (14 to 29%) and 1,3-propanediol (34 to 50%). As for 1h note the HDT of the presence of propionic acid (56%), acetic acid ( 11.5%) and 1,3- propanediol ( 30%). / Este estudo teve como objetivo avaliar a influência do tempo de detenção hidráulica (TDH) sobre a produção de hidrogênio, utilizando glicerol bruto como substrato em reator anaeróbio de leito fluidizado (RALF). O reator possuía um volume de 1979 cm3, no qual se variou o TDH em oitos fases: Fase I, II, III, IV, V, VI, VII, VIII com os respectivos TDH de 14, 12, 10,8, 6, 4, 2, e 1 hora. A temperatura foi controlada à 55 oC, fixando a concentração no valor de 5 g.L-1 de DQO. O inóculo utilizado foi proveniente de lodo granulado do reator termofílico anaeróbio de fluxo ascendente e manta de lodo (UASB) para o tratamento de vinhaça, localizado na Usina São Martinho, Pradópolis-SP. Os resultados mostraram que o rendimento de hidrogênio (HY) permaneceu constante entre os TDH de 14h à 2h (1,2 e 1,4 mol H2.mol glicerol-1) e no TDH de 1h o rendimento foi maior (3 mol H2.mol glicerol-1). Já a produção volumétrica de H2, sob a pressão de à 1 atm e temperatura de 55 oC, teve aumento com a diminuição do TDH, sendo seu valor máximo de 1508,7 mL.h-1.L-1 no menor TDH aplicado (1h). O biogás teve como principias compostos CO2 e H2. A composição de H2 no biogás variou com a diminuição do TDH de 14 para 2h (Fase I a VII) nas sete primeiras fases (14 a 2 h) atingindo um valor médio percentual entre 50 e 60 %. Na última fase, cujo TDH foi de 1h, o percentual de H2 biogás atingiu o valor máximo de 70%. Os principais metabólitos obtidos durante as sete primeiras fases de operação dos reatores foram: ácido acético (4,5 a 18%), ácido butírico (4,3 a 21%), etanol (14 a 29%) e 1,3-propanodiol (34 a 50%). Já para o TDH de 1h nota-se a presença de ácido propiônico (56%), ácido acético (11,5%) e 1,3-propanodiol (30%).

Submitted by Izabel Franco (izabel-franco@ufscar.br) on 2016-09-30T18:55:37Z No. of bitstreams: 1 DissTCN.pdf: 1750863 bytes, checksum: 7f270955d14599a5df96c67c05642037 (MD5) / Approved for entry into archive by Ronildo Prado (ronisp@ufscar.br) on 2016-09-30T19:05:44Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissTCN.pdf: 1750863 bytes, checksum: 7f270955d14599a5df96c67c05642037 (MD5) / Approved for entry into archive by Ronildo Prado (ronisp@ufscar.br) on 2016-09-30T19:05:52Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissTCN.pdf: 1750863 bytes, checksum: 7f270955d14599a5df96c67c05642037 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-30T19:11:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissTCN.pdf: 1750863 bytes, checksum: 7f270955d14599a5df96c67c05642037 (MD5) Previous issue date: 2015-04-24 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Amazonas (FAPEAM) / This study aimed to produce propionic acid, 1,3-propanediol and hydrogen in anaerobic fluidized bed reactor with grounded tire as support material for immobilization of biomass. The experiment took place during 278 days in six distinct phases distributed according to the hydraulic retention time (HRT), which ranged between 8 and 0.5 h. The reactor was maintained at mesophilic conditions (30 ° C) with controlled pH between 4.5 and 5.5 and crude glycerol as carbon source at a concentration of 5 g L-1. The inoculum used in the experiment was derived from the processing of poultry slaughterhouse wastewater station. The results show that the consumption of substrate conversion reached the highest value (89.8 %) in HRT of 6 hours. The biogas produced was composed of H2 and CO2 and the greatest recorded content of H2 has been reached (81.2%) in HRT of 4 hours. The principal soluble metabolite produced were propionic acid and 1,3-propanediol, with maximum yields of 1,77 and 0,82 mol.molglicerol -1, respectively. Both maximum yields were achieved in HRT of 8 h. At all stages of this work occurred predominantly propionic acid, with maximum molar percentage (96,9 %) achieved in HRT of 0,5 h. The second predominant metabolite obtained was 1,3- propanediol, achieving greater molar percentage (29.4%) in HRT of 6 hours. / O presente trabalho teve por objetivo produzir ácido propiônico, 1,3-propanodiol e hidrogênio em reator anaeróbio de leito fluidizado com pneu triturado como material suporte para adesão da biomassa. O experimento ocorreu durante 278 dias, em seis fases distintas distribuídas em função do tempo de detenção hidráulica (TDH), que variou entre 8 e 0,5 h. O reator foi mantido em condições mesofílicas (30 °C), com pH controlado entre 4,5 e 5,5 e possuía glicerol bruto como fonte de carbono na concentração de 5 g L-1. O inóculo utilizado no experimento foi proveniente de estação de tratamento de efluente de abatedouro de aves. Os resultados obtidos mostram que o consumo de substrato atingiu o maior valor de conversão (89,8 %) no TDH de 6 h. O biogás produzido foi composto de H2 e CO2, tendo o maior conteúdo de H2 registado (81,2 %) no TDH de 4 h. Os principais metabólitos solúveis obtidos foram ácido propiônico e 1,3-propanodiol com rendimentos máximos de 1,77 e 0,82 mol.molglicerol -1, respectivamente. Ambos os rendimentos máximos foram atingidos no TDH de 8 h. Em todas as fases apresentadas, ocorreu a predominância de ácido propiônico, sendo a maior porcentagem molar (96,9 %) atingida no TDH de 0,5 h. O segundo metabólito mais produzido foi o 1,3-propanodiol, alcançando maior porcentagem molar (29,4 %) no TDH de 6 h.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:55:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5956.pdf: 2655473 bytes, checksum: dfaa0329652cfa24fb1dd3934c5b664b (MD5) Previous issue date: 2014-03-28 / Universidade Federal de Sao Carlos / The aim of this study was to evaluate the influence of hydraulic retention time (HRT), the origin of different inoculum (sludge from a UASB reactor for swine wastewater treatment and poultry slaughterhouse), and different carbon source (glucose, cassava processing wastewater and cheese whey) on the stability and efficiency of the anaerobic fluidized bed reactor (AFBR) for producing hydrogen. Twelve identical reactors were used, and in two reactors the mixture of glucose with cheese whey (R1S, R2S) was used as a substrate, six reactors were used with mix cassava processing wastewater and glucose (R1M, R2M, R3M and R4M). It was evaluated use of cheese whey (R3S, R4S, R5s and R6S) and cassava processing wastewater (R5M and R6M). The AFBRs were inoculated with sludge from a UASB reactor used in the treatment of swine wastewater (R1S, R3S, R1M, R3M, R5S, R6S, R5M and R6M) and sludge from a UASB reactor that treated poultry slaughterhouse wastewater (R2S, R4S, R2M, R4M), both heat treated. Variations of HRT (12-1 h) and substrate concentrations were performed (2-15 g .L -1), with temperature control at 30 ° C. The reactors that used cheese whey as substrate showed a greatest potential for hydrogen production, with yields (HY) of 3.2 mmolH2.g-1COD (R6S) and 2.6 mmolH2.g-1COD (R5S) were obtained by applying a HRT of 6 and 14 hours, with a concentration of 3 and 5 g.L-1, respectively. Both substrates showed potential for the production of ethanol with yields (EtOHY) of 4.2 mmolEtOH.g-1COD (R6M) and 3.5 mmolEtOH.g-1COD (R2S). In the comparison between the two inocula used, both showed a balance in terms of hydrogen production, but in terms of ethanol production, the sludge from poultry slaughterhouse showed highest potential. By cloning and sequencing of the 16S rRNA gene for bacteria domain reactor R4S (whey), there was a predominance of the genus Selenomonas (69 % of the sequences) and Clostridium (8 % of the sequences). For the reactor R3M (glucose and cassava) analyzes cloning and sequencing of bacterial consortium revealed similarities with Lactobaccilus. As for the archaeal domain, the sequencing of the 16S rRNA gene had highly similar to the genus Methanobacterium (98.5 % and 95 % of the sequences), for R4S and R3M, respectively reactors. / O objetivo deste estudo foi avaliar a influência do tempo de detenção hidráulica (TDH), da origem de diferentes inóculos (lodo de suínos e lodo de aves), e da fonte de carbono (glicose, manipueira e soro de queijo) sobre a estabilidade e eficiência do reator anaeróbio de leito fluidizado (RALF) na produção de hidrogênio e etanol. Foram utilizados doze reatores idênticos, sendo que em dois reatores foram utilizados mistura de glicose com soro de queijo (R1S, R2S), seis reatores foram utilizados a mistura de água do processamento da mandioca (manipueira) e glicose (R1M, R2M, R3M e R4M). Também foi avaliado o uso individual do soro de queijo (R3S, R4S, R5S e R6S) e da manipueira (R5M e R6M). Os RALFs foram inoculados com lodo proveniente do tratamento de águas residuárias de suinocultura (R1S, R3S, R1M, R3M, R5S, R6S, R5M e R6M) e de águas residuárias do abatedouro de aves (R2S, R4S, R2M, R4M), ambos tratados termicamente. Foram realizadas variações de TDH (14-1 h) e concentrações de substrato (2- 15 g. L-1), com controle de temperatura a 30°C. Os reatores que utilizaram soro de queijo como substrato apresentaram um maior potencial para a produção de hidrogênio, com rendimentos (HY) de 3,2 mmolH2.g-1DQO (R6S) e 2,6 mmolH2.g-1DQO (R5S), por meio da aplicação de um TDH de 6 e 14 horas, com uma concentração de 3 e 5 g.L-1, respectivamente. Ambos os substratos apresentaram potencial para a produção de etanol, com rendimentos (EtOHY) de 4,2 mmolEtOH.g-1DQO (R6M) e 3,5 mmolEtOH.g-1DQO (R2S). Na comparação entre os dois inóculos utilizados, ambos apresentaram um equilíbrio em termos de produção de hidrogênio, porém em termos de produção de etanol, o lodo proveniente do abatedouro de aves apresentou um maior potencial. Por meio da clonagem e sequenciamento do gene RNAr 16S para o domínio bactéria do reator R4S (soro de queijo), houve a predominância do gênero Selenomonas (69% das sequências) e do gênero Clostridium (8% das sequências). Para o reator R3M (glicose e manipueira) as análises de clonagem e sequenciamento do consórcio bacteriano revelaram semelhanças com Lactobaccilus. Já para o domínio archaea, o sequenciamento do gene RNAr 16S, teve altas similaridades com gênero Methanobacterium (98,5% e 95% das sequências), para os reatores R4S e R3M, respectivamente.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:56:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3335.pdf: 2600508 bytes, checksum: 7bd7dedf1baa69c50930a1552ca3cb12 (MD5) Previous issue date: 2010-08-30 / Financiadora de Estudos e Projetos / This study evaluated the influence of the upflow velocity in anaerobic fluidized bed reactor to produce hydrogen. In order to compare that effect, four reactors were used under different upflow velocities each: 0.30; 0.60; 1.24 and 1.88 cm.s-1. Expanded clay was used as support material for immobilization. A synthetic wastewater containing glucose (5000 mg.L-1) was used as substrate. Reactor R124 that was operated under minimum fluidization velocity (1.24 cm.s-1) showed the best values for hydrogen production. The maximum hydrogen production rate was found to be 1.22 L.h-1.L-1. The maximum hydrogen yield was 2.55 mol H2 mol-1 glucose and the biogas content ranged between 30,5 and 61,8 %. No methane was generated. The optimum TDH for expanded bed reactors was 1h while in fluidized bed reactors were 2h. Ethanol was the main metabolite produced, suggesting an ethanol-type fermentation. No trends were shown regardless of the upflow velocity imposed to the system. However, the higher the velocity applied, the higher the hydrogen production rate. / Neste trabalho foi analisada a influência da velocidade ascensional em reator anaeróbio de leito fluidizado para a produção de hidrogênio. A fim de comparação foram empregados quatro reatores apresentando diferentes valores de velocidade de ascensão do fluido, a saber: 0,30 (R030); 0,60 (R060); 1,24 (R124) e 1,88 cm.s-1 (R188). Como material suporte de imobilização foi utilizada a argila expandida. Uma água residuária sintética contendo glicose (5000 mg.L-1) foi utilizada como substrato. O reator R124 trabalhando na velocidade de mínima fluidização foi o reator que apresentou as melhores condições para a produção de hidrogênio. O valor máximo de produção volumétrica de hidrogênio foi de 1,22 L.h-1.L-1. O rendimento foi de 2,55 mol H2 .mol-1 glicose e o conteúdo no biogás entre 30,5 e 61,8 %. Não houve produção de metano em nenhum dos reatores empregados. O TDH ótimo observado para os reatores expandidos foi em 1h enquanto que nos reatores fluidizados o TDH ótimo foi de 2h. Etanol foi o principal metabólito produzido, sugerindo que a rota etanólica de produção foi predominante. Em relação à velocidade ascensional aplicada não foi observada relação com o rendimento nem com o conteúdo do biogás. Porém, quanto maior a velocidade ascensional aplicada, maior a produção volumétrica de H2.

Submitted by Ronildo Prado (ronisp@ufscar.br) on 2016-09-27T18:52:40Z No. of bitstreams: 1 DissLRR.pdf: 1872815 bytes, checksum: ae95127410e9ecb90c079771a265f706 (MD5) / Approved for entry into archive by Ronildo Prado (ronisp@ufscar.br) on 2016-09-27T18:52:54Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissLRR.pdf: 1872815 bytes, checksum: ae95127410e9ecb90c079771a265f706 (MD5) / Approved for entry into archive by Ronildo Prado (ronisp@ufscar.br) on 2016-09-27T18:53:05Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissLRR.pdf: 1872815 bytes, checksum: ae95127410e9ecb90c079771a265f706 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-27T18:53:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissLRR.pdf: 1872815 bytes, checksum: ae95127410e9ecb90c079771a265f706 (MD5) Previous issue date: 2016-03-18 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / The present evaluated the influence of hydraulic retention time (HRT), cheese whey substrate concentration, temperature in thermophilic range (55 a 75oC) and cofermentation of sugar cane stillage and cheese whey in continuous hydrogen production in anaerobic fluidized bed reactor (AFBR) and expanded granular sludge bed reactor (EGSB). Seven reactors were used, being three of them in EGSB configuration in mesophilic temperature (30oC) feed in different cheese whey concentrations were inoculated with mesophilic sludge from the poultry slaughterhouse wastewater (RM5, RM15 e RM25). Other four reactors in AFBR configuration, inoculated with thermophilic sludge from the treatment of sugarcane stillage, were operated in thermophilic range. In these it was evaluated the effect of temperature in thermophilic range using as substrate cheese whey (RTS) and sugar cane stillage (RTV). Also, it was evaluated the cofermentation of stillage with cheese whey (RTCV e RTCVS). In the reactors RM5, RM15, RM25, RTS and RTV, it was observed the volumetric H2 production (HPR) and H2 content increase behavior from the HRT decrease. However, there was a decrease in H2 yield (HY) in lower HRT for all reactors, reaching a maximum of 5.51 ± 0.37 mmol.g DQO-1 (RTS). The increase in cheese whey substrate concentration favored the hydrogen production in EGSB reactors, with maximum HPR of 0.312 ± 0.026L H2.h-1.L-1 in the concentration of 25,000mg lactose.L-1 (RM25). The increase in temperature from 55oC to 75oC, the hydrogen production was reduced because of the difficult adaptation of the microbial community originally from a thermophilic sludge. The cofermentation strategy enabled the increase of HY in the HRT of 8h, with a maximum of 0.82 ± 0.07 mmol.g DQO-1 (RTCVS). The main soluble metabolites related to hydrogen production were acetic and butyric acids. On the other hand, higher lactate concentrations were observed in conditions with low hydrogen production. / Este estudo avaliou as influência do tempo de detenção hidráulica (TDH), da concentração de soro de queijo no afluente, da temperatura em faixa termofílica (55 a 75oC) e da cofermentação de vinhaça e soro de queijo na produção contínua de hidrogênio em reator anaeróbio de leito fluidizado (RALF) e em reator anaeróbio de leito granular expandido, do inglês expanded granular sludge bed (EGSB). Foram utilizados sete reatores, sendo que em três reatores foi utilizada a configuração EGSB em temperatura mesofílica (30oC) alimentados em diferentes concentrações de soro de queijo inoculados com lodo mesofílico proveniente do tratamento de águas residuárias do abatedouro de aves (RM5, RM15 e RM25). Outros quatro reatores na configuração RALF foram operados na faixa termofílica foram inoculados com lodo termofílico proveniente do tratamento de vinhaça de cana de açúcar. Nestes foi avaliado o efeito da temperatura em faixa termofílica alimentado com soro de queijo (RTS) e vinhaça (RTV). Também foi avaliada cofermentação de vinhaça com soro de queijo (RTCV e RTCVS). Nos reatores RM5, RM15, RM25, RTS e RTV, foi observado o comportamento de elevação da produtividade volumétrica de H2 (PVH) e na composição de H2 no biogás partir da redução do TDH. No entanto, verificou-se redução do rendimento de H2 (HY) em todos os reatores em valores reduzidos de TDH, alcançando valor máximo de 5,51 ± 0,37 mmol.g DQO-1 (RTS). O aumento da concentração de soro de queijo no afluente favoreceu a produção de hidrogênio em reatores EGSB, com PVH máxima de 0,312 ± 0,026L H2.h-1.L-1 na concentração de 25.000mg lactose.L-1 (RM25). Com a elevação da temperatura de 55oC para 75oC, a produção de hidrogênio foi reduzida devido dificuldade de adaptação da comunidade microbiana proveniente de inóculo originalmente termofílico. A estratégia de cofermentação possibilitou o aumento do HY no TDH de 8h, com valor máximo de 0,82 ± 0,07 mmol.g DQO-1 (RTCVS). Os principais metabólitos relacionados com a elevada produção de hidrogênio foram os ácidos acético e butírico. Por outro lado, foram observadas elevadas concentrações de lactato em condições com baixa produção de hidrogênio. Palavras-chave: Água residuária agroindustrial, co-substrato, vinhaça de cana de açúcar, soro de queijo, reator anaeróbio de leito fluidizado e reator anaeróbio de leito granular expandido.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:55:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4623.pdf: 1933289 bytes, checksum: 2fe0862970018a5264c75880e4d507f8 (MD5) Previous issue date: 2012-03-09 / Universidade Federal de Sao Carlos / Hydrogen and ethanol production using microorganisms is a promising area of technological development from a wide variety of renewable and alternative to this production is the use of anaerobic fluidized bed reactor (AFBR). One of the factors that most influence the performance of the AFBR is the material support, which must provide abrasion resistance, porous surface conducive to colonization by microorganisms, easy to achieve fluidization and ability to promote mass transfer between the medium and biofilm. Thus, the objective of this study was to evaluate the influence of different support materials (polystyrene - R1, grounded tire - R2 and polyethylene terephthalate (PET) - R3) on producing hydrogen and ethanol using three anaerobic fluidized bed reactors. Each reactor had a total volume of 4192 cm3 and was fed with media containing glucose as the carbon source (4000 mg L-1) with an influent pH around 5.0 and an effluent pH of about 3.5, a hydraulic retention time (HRT) of 8 1 h at a temperature of 23 2 ºC, with thermal treatment of the inoculum. For hydrogen production, the best performance was achieved with R2 (2.11 mol H2 mol-1 glucose), providing the highest H2 content in biogas (60%). In all reactors, the predominant soluble metabolites were acetic acid, butyric acid, lactic acid and ethanol, with small amounts of propionic acid. The reactor R2 produced more acetic and butyric acid (434.74 and 1013.61 mg L-1, respectively). However, reactor R3 showed a better performance for ethanol production (1941.78 mg L-1). / A produção de hidrogênio e etanol usando microrganismos é uma promissora área de desenvolvimento tecnológico a partir de uma ampla variedade de fontes renováveis e uma das alternativas para esta produção é a utilização do reator anaeróbio de leito fluidizado (RALF). Desta maneira, o objetivo deste trabalho foi avaliar a influência de diferentes materiais suporte (poliestireno - R1, pneu inservível triturado - R2 e PET - R3) visando à produção de hidrogênio e etanol utilizando três reatores anaeróbios de leito fluidizado. Cada reator possuía um volume total de 4192 cm3, alimentado com meio contendo glicose como fonte de carbono (4000 mg.L-1), com tempo de detenção hidráulica (TDH) entre 8 e 1 h a uma temperatura entre 20 e 25ºC, com tratamento térmico do inóculo, utilizando culturas mistas. Para produção de hidrogênio, o melhor desempenho foi do R2, apresentando melhor rendimento de H2 (2,11 mol-H2.mol-1-glicose) e melhor conteúdo de H2 no biogás (60%). Os metabólitos solúveis predominantes em todos os reatores foram ácidos acético e butírico e etanol, havendo uma pequena produção de ácido propiônico, sendo o R2 o que mais produziu ácidos acético e butírico (434,74 e 1013,61 mg/L, respectivamente). Entretanto, o R3 apresentou um melhor desempenho para produção de etanol (2,43 mol-EtOH.mol-1-glicose). Assim, pode-se afirmar que foi possível produzir simultaneamente hidrogênio e etanol como biocombustíveis.