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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.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/7484 |
| Date | 18 March 2016 |
| Creators | Ramos, Lucas Rodrigues |
| Contributors | Silva, Edson Luiz |
| Publisher | Universidade Federal de São Carlos, Câmpus São Carlos, Programa de Pós-graduação em Engenharia Química, UFSCar |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSCAR, instname:Universidade Federal de São Carlos, instacron:UFSCAR |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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