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Methane production in response to sulfuric acid and hydrogen peroxide assisted hydrothermal pretreatment of sugarcane bagasse (2017)

  • Authors:
  • Autor USP: AHMAD, FIAZ - EESC
  • Unidade: EESC
  • Sigla do Departamento: SHS
  • Subjects: LIGNINA; BAGAÇOS; CANA-DE-AÇÚCAR; BIOGÁS
  • Keywords: COMUNIDADE MICROBIANA; Biogas; Biogás; Comunidade microbiana; Lignin; Lignina; Microbial community
  • Language: Inglês
  • Abstract: O objetivo deste estudo foi otimizar a produção de metano investigando as condições do pré-tratamento hidrotérmico assistido do bagaço da cana de açúcar sob impregnação de ácido ('H IND.2''SO IND.4') e álcali ('H IND.2''O IND.2') utilizando-se a razão substrato (g/kg) inóculo (g/kg) de 1:2. Os reatores em batelada foram mantidos em condições mesofílicas (37ºC). Para otimizar as condições de pré-tratamento hidrotérmico, o design de composto central rotacional (DCCR) foi realizado utilizando três fatores: temperatura (ºC), tempo (min) e concentração do composto químico ('H IND.2''O IND.2' (%v/v) e 'H IND.2''SO IND.4' (% p/v)). Trinta e dois pré-tratamentos hidrotérmicos foram realizados de acordo com a concepção do DCCR. O pré-tratamento hidrotérmico assistido do bagaço, com 'H IND.2''O IND.2' resultou em maior recuperação de sólidos (93,13%), elevado percentual de glicana (139,52%) e menor recuperação de lignina (76,48%) da fração sólida pré-tratada, se comparada aquele com 'H IND.2''SO IND.4'. Nesse último caso, observou-se menor rendimento de sólidos (12,27%) e glucanas (187,01%) e maior recuperação de lignina (358,85%). No líquido hidrolisado do pré-tratamento hidrotérmico assistido do bagaço com 'H IND.2''SO IND.4' foi observada elevada solubilização de DQO (25,20 g/L), menor teor de fenóis totais (658,13 mg/L), elevado sulfato (7240 mg/L), furfural (925,77 - 2216,47 mg/L e 5-hidroximetilfurfural (70,95 - 970,08 mg/L). Enquanto, foi registrado menor solubilização de DQO (17,27 g/L), maior teor de fenóis totais (3005,63 ppm), e menor concentração defurfural (0 - 56.91 mg/L), 5-hidroximetilfurfural (2,56 - 50,60 mg/L com 'H IND.2''O IND.2'. Em relação ao a produção de metano nas condições com 'H IND.2''O IND.2', observou-se 5.59 Nmmol g-1 STV (2%v/v 'H IND.2''O IND.2') a 13.49 Nmmol g-1 STV (6%v/v 'H IND.2''O IND.2'). No tratamento com 7.36% de 'H IND.2''O IND.2' observou-se 14,43 Nmmol g-1 STV que foi 118.16% maior se comparado com o bagaço não-tratado (6,60 Nmmol g-1 STV). Inibição metanogênica foi observada na maioria dos reatores pré-tratados com 'H IND.2''SO IND.4' (1 - 3% p/v), e a produção mínima observada foi de 0.58 Nmmol g-1 TVS no pré-tratamento com 2% p/v de 'H IND.2''SO IND.4'. Ácido acético foi o principal ácido orgânico volátil observado somente no reatores por tratamento de 'H IND.2''O IND.2'. Por meio da A análise da comunidade microbiana, para o domínio Bacteria, foi observado prevalência dos gêneros AUTHM297, Clostridium e Treponema nos reatores cujo substrato foi pré-tratado com 'H IND.2''O IND.2'. Gêneros relacionados à degradação de compostos aromáticos foram identificados e estiveram em maior abundância nos reatores cujo substrato foi pré-tratado com 'H IND.2''SO IND.4'. Methanolinea, Methanobacterium, e Methanosaeta foram os microrganismos do domínio Archaea mais abundantes e identificados em ambos os pré-tratamentos. O pré-tratamento hidrotérmico assistido com 'H IND.2''O IND.2' foi a melhor opção em relação ao 'H IND.2''SO IND.4', devido a maior solubilização de lignina, maior recuperação de glucano e baixa produção de compostos furânicos
  • Imprenta:
  • Data da defesa: 09.06.2017
  • Acesso à fonte
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    • ABNT

      AHMAD, Fiaz; VARESCHE, Maria Bernadete Amâncio. Methane production in response to sulfuric acid and hydrogen peroxide assisted hydrothermal pretreatment of sugarcane bagasse. 2017.Universidade de São Paulo, São Carlos, 2017. Disponível em: < http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18138/tde-24072017-150457/ >.
    • APA

      Ahmad, F., & Varesche, M. B. A. (2017). Methane production in response to sulfuric acid and hydrogen peroxide assisted hydrothermal pretreatment of sugarcane bagasse. Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18138/tde-24072017-150457/
    • NLM

      Ahmad F, Varesche MBA. Methane production in response to sulfuric acid and hydrogen peroxide assisted hydrothermal pretreatment of sugarcane bagasse [Internet]. 2017 ;Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18138/tde-24072017-150457/
    • Vancouver

      Ahmad F, Varesche MBA. Methane production in response to sulfuric acid and hydrogen peroxide assisted hydrothermal pretreatment of sugarcane bagasse [Internet]. 2017 ;Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18138/tde-24072017-150457/

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