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Previous issue date: 2015-02-19 / The effluent from poultry slaughterhouse has high concentration of organic matter, thus, it is essential to carry out a treatment before being disposed in the environment. A physico-chemical pretreatment is usually put forward mostly in order to remove fat. Recently, the addition of microbial metabolites, which act out to emulsify or break down fats, is studied as an alternative pre-treatment. The biosurfactants are metabolic products from several microorganisms and can solubilize and emulsify a solution composed of two immiscible liquids; thereby it promotes greater availability of components responsible for biodegradation. In this regard, this study aimed at evaluating the anaerobic treatment of effluent from poultry slaughterhouse when using surfactin produced in cassava. The obtained biosurfactant was characterized by High Performance Liquid Chromatography (HPLC) as surfactin in 30% crude extract concentration, with excellent emulsifying properties, emulsion stability of hydrocarbons and green oils, so that Critical Micelle Concentration (CMC) was 28 mg. L-1. It was also observed, according to the methodology of specific methanogenic activity (SMA), that surfactin did not inhibit microbial community present in sludge to be used as inoculum during the anaerobic biodigestion. It was also registered that methane production and reduction of Soluble Chemical Oxygen Demand (SCOD) was very similar among the applied treatments. Pretreatment of effluent from poultry slaughterhouse with the produced surfactin was carried out under the following conditions: 150 mL working volume, 150 rpm stirring and the incubation time of six hours. The effects of temperature variables (25, 30, 42.5, 55 and 60 ° C) and surfactin concentration (6, 13.27, 31, 48.73 and 56 mg.L-1) on SCOD increase were evaluated by the method of delineation Central Composite Rotational (DCCR). It was observed that the 4.5-hour time was enough to solubilize COD at its maximum concentration and at higher temperatures and concentrations of surfactin (above CMC), the greatest values of increase were reached in COD solubility. The anaerobic treatment of pretreated effluents under the aforementioned conditions was developed based on the following conditions: 34 °C without stirring, with eudiometers to check methane production and with destructive samples for temporal analysis of physico-chemical parameters. Microbiological analysis of anaerobic sludge was carried out for initial and final inoculum characterization among treatments according to the methodologies of Fluorescent In Situ Hybridization (FISH) and Gram stain. It was observed that effluent from poultry slaughterhouse can be submitted to anaerobic digestion, methane production in biogas. The cumulative volume of methane at the end of the trial for the control treatment, in which there was no surfactin addition in the pretreatment, was the lowest observed among the treatments. SCOD removal was the same among the studied treatments as well as the removal of oils and greases (GL), which may have been provided with the temperature effect on the effluent constituents rather than a direct action in phase of biosurfactant pretreatment. The assays monitoring through destructive samples allowed observing a temporal behavior of the control parameters directly involved in anaerobic digestion and note that the process developed properly. From the microbiological analyses, it was observed that the biosurfactant surfactin did not inhibit the emergence of bacterial genera commonly present in anaerobic wastewater treatment and presented in all treatments a great number of microbial species. In general, it can be inferred that the biosurfactant surfactin did not significantly change any of the poultry slaughterhouse effluent properties, which allow improvements in anaerobic biodegradation and consequent increased production of methane. / O efluente de agroindústrias abatedoras de aves apresenta elevada concentração de matéria orgânica, e, em razão disso, há a necessidade de realização de um tratamento antes de ser descartado no ambiente. Comumente promove-se um pré-tratamento físico-químico a fim de remover, principalmente, a gordura. Mais recentemente, a adição de metabólitos microbianos, que agem a fim de emulsionar ou quebrar as gorduras, é estudada como pré-tratamento alternativo. Os biossurfactantes são produtos do metabolismo de diversos microrganismos e possuem a capacidade de emulsionar e solubilizar uma solução composta por dois líquidos imiscíveis, e assim promover maior disponibilidade dos componentes presentes para a biodegradação. Neste sentido, o presente trabalho teve como objetivo geral avaliar o tratamento anaeróbio de efluente de abatedouro de aves ao utilizar surfactina produzida em manipueira. O biossurfactante obtido foi caracterizado por Cromatografia Líquida de Alta Eficiência (CLAE) como a surfactina em concentração de 30% no extrato bruto, com excelentes propriedades emulsificantes, estabilidade de emulsões de hidrocarbonetos e óleos vegetais e Concentração Micelar Crítica (CMC) de 28 mg.L-1. Verificou-se também, de acordo com a metodologia de Atividade Metanogênica Específica (AME), que a surfactina não inibiu a comunidade microbiana presente no lodo a ser utilizado como inóculo na biodigestão anaeróbia, ao verificar que a produção de metano e redução da Demanda Química de Oxigênio Solúvel (DQOs) foi muito semelhante entre os tratamentos aplicados. O pré-tratamento do efluente de abatedouro de aves com a surfactina produzida foi realizado nas seguintes condições: 150 mL de volume útil, agitação de 150 rpm e tempo de incubação de até seis horas. Os efeitos das variáveis temperatura (25, 30, 42,5, 55 e 60ºC), e da concentração de surfactina (6, 13,27, 31, 48,73 e 56 mg.L-1) sobre o aumento da DQOs foram avaliadas pela metodologia de Delineamento Composto Central Rotacional (DCCR). Observou-se que o tempo de 4,5 horas foi suficiente para solubilizar a DQO em sua máxima concentração, e que nas maiores temperaturas e concentrações de surfactina (acima da CMC) encontraram-se os maiores valores de aumento da solubilização da DQO. O tratamento anaeróbio dos efluentes pré-tratados nas condições já mencionadas foi desenvolvido com as seguintes condições: 34ºC, sem agitação, com eudiômetros para verificar a produção de metano e com amostras destrutivas para análise temporal dos parâmetros físico-químicos. A análise microbiológica do lodo anaeróbio foi realizada para caracterização inicial e final do inóculo entre os tratamentos a partir das metodologias de Fluorescent In Situ Hybridization (FISH) e coloração de Gram. Foi possível observar que o efluente de abatedouro de aves é passível de biodigestão anaeróbia, com produção de metano no biogás. O volume acumulado de metano ao final do experimento para o tratamento controle, em que não houve a adição de surfactina no pré-tratamento, foi o menor observado entre os tratamentos. A remoção da DQOs apresentou-se igual entre os tratamentos aplicados assim como a remoção de Óleos e Graxas (OG), os quais podem ter sido disponibilizados com o efeito da temperatura sobre os constituintes do efluente ao invés de uma ação direta do biossurfactante na etapa de pré-tratamento. O acompanhamento dos ensaios, por meio das amostras destrutivas, permitiu observar o comportamento temporal dos parâmetros de controle diretamente envolvidos na biodigestão anaeróbia e constatar que o processo se desenvolveu adequadamente. A partir das análises microbiológicas foi possível observar que o biossurfactante surfactina não inibiu o aparecimento dos gêneros bacterianos comumente presentes em tratamentos anaeróbios de efluentes e apresentou, em todos os tratamentos, grande riqueza de espécies microbianas. De maneira geral, pode-se inferir que o biossurfactante surfactina não alterou significativamente quaisquer das propriedades do efluente de abatedouro de aves que permitissem melhorias na biodegradação anaeróbia e consequente maior produção de metano.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:tede.unioeste.br:tede/2686 |
| Date | 19 February 2015 |
| Creators | Cosmann, Natássia Jersak |
| Contributors | Gomes, Benedito Martins, Fazolo, Ajadir, Mees, Juliana Bortoli Rodrigues, Sene, Luciane, Gomes, Simone Damasceno |
| Publisher | Universidade Estadual do Oeste do Parana, Programa de Pós-Graduação "Stricto Sensu" em Engenharia Agrícola, UNIOESTE, BR, Engenharia |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do UNIOESTE, instname:Universidade Estadual do Oeste do Paraná, instacron:UNIOESTE |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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