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 (2024)
- Authors:
- Autor USP: DEVENS, KAUANNA UYARA - EESC
- Unidade: EESC
- Sigla do Departamento: SHS
- DOI: 10.11606/T.18.2024.tde-10092024-160824
- Subjects: BIOGÁS; DIGESTÃO ANAERÓBIA; ÁGUAS RESIDUÁRIAS; REATORES ANAERÓBIOS; MANDIOCA
- Keywords: Glicerina.; Manipueira.; Perfil microbiológico.; Processos fermentativos.
- Agências de fomento:
- Language: Português
- Abstract: 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 ultimo 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.
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- Publisher place: São Carlos
- Date published: 2024
- Data da defesa: 18.03.2024
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- Cor do Acesso Aberto: gold
- Licença: cc-by-nc-sa
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ABNT
DEVENS, Kauanna Uyara. 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. 2024. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, São Carlos, 2024. Disponível em: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18138/tde-10092024-160824/. Acesso em: 04 jan. 2026. -
APA
Devens, K. U. (2024). 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 (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18138/tde-10092024-160824/ -
NLM
Devens KU. 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 [Internet]. 2024 ;[citado 2026 jan. 04 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18138/tde-10092024-160824/ -
Vancouver
Devens KU. 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 [Internet]. 2024 ;[citado 2026 jan. 04 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18138/tde-10092024-160824/ - Evaluation of the effect of increasing the organic load in the thermophilic co-fermentation of sugarcane industry by-products on hydrogen, ethanol and lactic acid generation
- Feasibility of successive hydrogen and methane production: effects of temperature and organic loads on energy potential and microbial dynamics
- Harnessing the energy potential and value-added products from the treatment of sugarcane vinasse: maximizing methane production through co-digestion with sugarcane molasses and enhanced organic loading
- Synergizing sugarcane waste valorization: optimization of two-stage anaerobic co-digestion for enhanced methane recovery and organic matter removal
- Optimization of the bio-H2 and lactate production from vinasse and molasses: an experimental approach for the bioenergy development in Brazil
- Biohydrogen production and value-added product recovery from co-digestion of cassava wastewater and glycerol in an anaerobic fluidized bed reactor
- Insights of energy potential in thermophilic sugarcane vinasse and molasses treatment: does two-stage codigestion enhance operational performance?
- Unlocking potential: exploring the methane production potential in anaerobic co-digestion of cassava wastewater and glycerol
- Two-stage versus single-stage anaerobic co-digestion on methane synthesis: energy prospects and microbial community
Informações sobre o DOI: 10.11606/T.18.2024.tde-10092024-160824 (Fonte: oaDOI API)
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